Влияние шероховатости поверхности кипение

Рис. 7.6. Влияние шероховатости поверхности на теплообмен в области пузырькового кипения и кризиса теплообмена для пен-тана

Влияние шероховатости поверхности нагрева. Изучение влияния шероховатости труб на кипение в пленке показало, что с увеличением шероховатости коэффициент теплоотдачи а возрастает, так как при этом увеличивается число действующих центров парообразования. При низких значениях удельного теплового потока и интенсивном поверхностном испарении влияние шероховатости на коэффициент теплоотдачи а не отмечено [144]. В этой области а зависит только от плотности орошения. С повышением тепловой нагрузки появляются паровые пузыри, и коэффициент теплоотдачи становится зависимым от шероховатости. При этом глубина шероховатости до / = 10 мк не влияет на интенсивность теплоотдачи. Интенсификация теплообмена происходит при большей шероховатости (при > 10 мк). [c.126]

Влияние шероховатости поверхности. Некоторые авторы приводят экспериментальные данные, доказывающие влияние различной степени щероховатости поверхности нагрева на теплообмен при кипении. [c.142]

В целом можно считать, что влияние шероховатости поверхности в области развитого кипения проявляется в основном через изменение числа действующих центров парообразования. Во впадинах имеет место больший перегрев жидкости и имеется большая вероятность возникновения паровых пузырей за счет вспышек перегрева и термических флуктуаций внутри жидкости. Кроме того, при наличии стабилизированного кипения впадины облегчают условия задержания паровой фазы при отрыве пузырей с размерами > [c.18]

В последнее время появились работы, свидетельствующие о влиянии материала поверхности нагрева на 2 и в целом на теплоотдачу при кипении [30]. Применительно к хладагентам этот вопрос требует специального изучения. Пока на основании имеющегося опытного материала можно считать, что при кипении на стальных (Ст. 3) или медных поверхностях определяющим фактором является шероховатость, а не материал, хотя и наблюдаются некоторые тенденции к повышению а для меди. [c.40]

Как упоминалось выше, теплообмен при кипении в испарителях протекает в зоне неразвитого и начала развитого кипения, когда суш,ественное влияние на процесс оказывает гистерезис. Плотность теплового потока, соответствующая возникновению кипения, зависит от давления, свойств жидкости, шероховатости поверхности и др. Кроме того, процесс кипения в переходной зоне является нестационарным, поэтому щ, соответствующая возникновению кипения может иметь значения в пределах а<9< б (см. рис. П-1, б). [c.43]

Средние коэффициенты теплоотдачи пучка в области свободной конвекции слабо изменяются по рядам и примерно соответствуют значениям а, рассчитанным по формулам для свободной конвекции. В переходной области и области кипения средние коэффициенты теплоотдачи пучка зависят от числа вертикальных рядов, плотности теплового потока, давления, шероховатости поверхности, относительного шага труб. Влияние рядности на средний коэффи. циент теплоотдачи пучка уменьшается с возрастанием общего числа рядов по вертикали в аппарате и с ростом плотности теплового потока и температуры кипения. Математического описания этой связи в литературу нет. [c.49]

Очевидно, что полностью охарактеризовать теплопередающие свойства поверхности нагрева только величиной R невозможно. Так, большое влияние имеют форма впадин на поверхности, а также радиус и угол раствора впадины, обусловленные способом обработки поверхности. Общий подход к влиянию шероховатости на процесс кипения рассматривается в работах И. 3. Коппа [66]. [c.79]

Шероховатость поверхности твердого тела также оказывает влияние на кипение. Образование пузырьков происходит легче всего возле впадин с большой кривизной [348]. В сосудах с гладкими стенками тщательно очищенная от примесей жидкость закипает лишь при больших перегревах выше точки кипения. [c.214]

Кривые кипения на рис. 7 показывают влияние обработки поверхности, заключающееся в том, что их наклон несколько изменяется в зависимости от шероховатости. [c.155]

Наибольшее интенсифицирующее действие шероховатости проявляется при малых плотностях теплового потока. С повышением q значения коэффициентов теплоотдачи на поверхностях с разной шероховатостью сближаются, что вполне можно объяснить на основании физических представлений о процессе кипения (см. главу П). Для фреонов можно принять, что приближенно в интервале q = 14-10 кВт/м влияние на а на поверхностях разной шероховатости одинаковое. Судя по экспериментам, имеется предельное значение R , выше которого чистота обработки поверхности перестает влиять на а. Для R12 эта величина лежит в пределах [c.79]

Влияние пористости футеровки, определяющей интенсивность зарождения пузырьков окиси углерода исследовано в работе [191]. Вакуумирование шарикоподшипниковой стали проводили в ковше, вся поверхность которого была торкретирована коксиком. Кипение металла при этом было гораздо интенсивнее, чем при вакуумировании в обычных ковшах. Это позволило удалить из металла большее количество водорода и получить сталь с меньшим содержанием неметаллических включений. Правда, этот эффект может быть связан не только с увеличением шероховатости футеровки, но и с науглероживанием металла в слоях, прилегающих к футеровке. [c.146]

На теплоотдачу при пузырьковом режиме кипения оказывают влияние такие факторы, как чистота жидкости, наличие в ней растворенных газов, состояние поверхности нагрева (шероховатость, однородность, смачиваемость, адсорбционные свойства и др.). Поэтому опытные данные, полученные на разных установках при одних и тех же значениях р и д, могут отличаться друг от друга. [c.344]

Путем постановки и проведения целенаправленных экспериментальных исследований влияния шероховатости поверхностей на механизм и теплоперепос при кипении различных жидкостей (вода, спирты, жидкие металлы) на поверхностях с различными параметрами шероховатости (от 3-го до 10-го классов) к насто-яш ему времени доказана справедливость условия [c.108]

Корти и Фауст исследовали влияние шероховатости поверхности нагрева и длительности ее работы на кривую кипения (см. рис. 2) и на угол смачиваемости для различных комбинаций поверхность — жидкость [11]. Поверхность нагрева исследовали с помощью электронного микроскопа, фотографирования [c.154]

В. Кипение в трубах. В соответствии с общей наблюдаемой закономерностью, согласно которой обработка поверхности при кипении в случае конвекции оказывает меньшее влияние, чем в большом объеме, различные обработки поверхности, о которых речь шла выше, имеют относительно небольшое воздействие на кипение в трубах. Конечно, основная причина заключается в том, что трудно изменить внутренние поверхности. Пористые поверхности не повышают высокие потоки при кипении недогретой жидкости, однако исключается гистерезис кривой кипения для хладоагентов [23]. Различные типы шероховатых поверхностей увеличивают Q в случае недогретой жидкости только на 10% [24]. [c.425]

Полимерные капилляры можно применять при рабочей температуре не выше 80°. В противном случае наблюдается сильное увеличение фонового тока и флуктуаций нулевой линии. Это можно объяснить прежде всего присутствием мономеров. В полиамидном расплаве устанавливается равновесие с некоторым количеством мономера (у дедерона приблизительно 11%). Водой или спиртом не удается вымыть этот мономер полностью, ибо он снова и снова мигрирует к поверхности материала. При низких температурах, когда упругость паров мономера мала, его присутствие может быть даже полезным, так как создается шероховатая поверхность, на которой лучше удерживается пленка неподвижной фазы. Отрицательным свойством полиамидной капиллярной трубки является активность материала. Чтобы устранить вредное влияние активности материала трубки, Керер (1964) предложил покрывать внутренние стенки капилляра пленкой лака и химически модифицировать поверхность. Отрицательные свойства полимерных капилляров ограничивают область их применения веществами с температурами кипения до 150° и исключают разделение воды и низших спиртов. [c.314]

X. Джекем, Дж. Роерти и Дж. Фербе [149] устанавливали значения критических тепловых потоков при кипении воды под давлением 140 ата в трубе и прямоугольных каналах. Труба диаметром 4,75 мм и длиной 318 мм была изготовлена из никеля. Каналы изготовлялись из никеля и циркалоя-2. Ширина кольца составляла 25,4 мм (обогреваемый размер 22,4 мм), высота —1,27 1,4 и 2,46 мм и длина — 305 и 685 мм. Средняя шероховатость поверхностей составляла 32 мк и 140 мк. Паросодержания изменялись от О до 100%, а скорости циркуляции — от 270 до 4050 кг/м сек. При низких паросодержаниях скорости достигали 8000 кг/м -сек. Каналы и труба располагались вертикально и под углом 45°. Полученные экспериментальные данные при кипении в трубе и каналах были одинаковы. Влияния шероховатости и материала поверхности теплообмена, а также расположения трубы (канала) обнаружено не было. Авторы установили заметное влияние скорости потока и паросодержания. Влияние скорости циркуляции особенно проявляется при нулевых паросодержаниях (фиг. 9). Изменение отношения Ljd практически йе отражалось на значениях 9кр. как при низких паросодержаниях (фиг. 9), так и при высоких. [c.20]

Проведенное в ЛТИХП экспериментальное исследование по влиянию шероховатости и оребрения поверхности при кипении [3, 15, 29—31] подтвердило физические предпосылки интенсификации теплообмена при применении таких поверхностей. На основании исследования теплообмена при кипении ряда фреонов на одиночных трубах с различной шероховатостью поверхности было выявлено, что с увеличением шероховатости уменьшается д, соответствующая возникновению кипения, а при одина- [c.17]

Другим интересным аспектом явления гистерезиса является то, что шероховатость поверхности оказывает влияние на максимальный перегрев поверхности, который получается при свободной конвекции до начала пузырькового кипения. Точка на рис. И для наиболее гладкой поверхности (56 мкм по про( )илометру) наблюдается при перегреве в 19,5° С,а для наиболее шероховатой поверхности перегрев до начала кипения достигает 29° С. Это говорит [c.156]

Необходимо подчеркнуть влияние инертных газов (например воздуха), которые, будучи адсорбироваиными на шероховатой поверхности, выделяются при повышении ее температуры. Вследствие этого облегчается зарождение пузырьков пара, что ведет к увеличению числа центров парообразования. С увеличением продолжительности кипячения количество адсорбированного на данной поверхности воздуха уменьшается поэтому иитенсивиость кипения постепенно падает, пока не достигнет некоторого уровня (стабилизация). Если такую поверхность оставить под действием воздуха, то произойдет регенерация ее, т. е. интенсивность кипения снова станет высокой. [c.443]

Необходимо сделать несколько замечаний, касающихся влияния других параметров иа пузырчатое кипение. Прелсде всего представляет интерес влияние материала поверхности нагрева (но не шероховатости, которая, как известно, влияет на число центров парообразования). Согласно новейшим воззрениям [2], материал оказывает незначительное влияние при низких теплонапряжениях д/Р 10 ккал1м час], при высоких же пе оказывает никакого влияния на величину коэффициента теплоотдачи. На процесс кипения оказывают влияние также примеси к кипящей жидкости. Если они уменьшают поверхностное натяжение и увеличивают смачиваемость, коэффициент теплоотдачи увеличивается [16]. Некоторые вещества могут играть роль тормозящих факторов, значительно уменьшая коэффициент теплоотдачи. [c.448]

Кипением называется процесс образования пара при нагревании жидкости, при этом возникают новые свободные поверхности раздела жидкой и паровой фаз внутри жидкости. Температура образующегося пара — температура насыщения I/h Л-определяется давлением, при котором находится кипящая жидкость. Опыт показывает, что температура tf кипящей жидкости, удаленной от поверхности нагрева, всегда выше температуры насыщения tf>tpi. При этом большая часть жидкости имеет температуру tf, которая только на 0,4—0,8 К превышает температуру насыщения I/U. Однако на участке, непосредственно примыкаюгдам к поверхности нагрева, температура жидкости может на расстоянии нескольких миллиметров измениться на десятки градусов. Обычно температуру жидкости у стенки принимают равной температуре стенки, а в удаленных от стенки областях — температуре насыщения. Перегрев жидкости вблизи стенки оказывается возможным из-за отсутствия постоянной поверхности раздела жидкости и пара. На поверхности или вблизи нее возникают пузырьки. При этом центром парообразования могут служить шероховатости поверхности нагрева, пузырьки воздуха или газа, выделяющегося из жидкости, стенки, места случайного скопления молекул, загрязнения и т. д. Размеры пузырька быстро растут, и под влиянием подъемной силы и конвективных токов он поднимается к свободной поверхности жидкости. Температурный напор M=tu,—I/h определяет механизм парообразования и интенсивность теплообмена. [c.85]

При пузырчатом кипении сильное действие могут оказывать отложения накипи, искусственная шероховатость поверхности и различные дополнительные факторы. Однако полученные результаты не позволяют придти к общей зависимости. Серьезное влияние оказывает свежеадсорбированный воздух однако с течением времени это влияние уменьшается. Весьма тонкий слой накипи на поверхности теплообмена может увеличить к, тогда как более толстое отложение значительно его снижает (табл. 14-2 и 14-4). [c.524]

Условия на поверхности. Влияние условий на поверхности на ДО конца не выяснено. Согласно гидродинамической теории эффекта нет или он невелик это подкрепляется результатами [29] (см. рис. 2). В частности, различная механическая обработка поверхности, например рифление, придание шероховатости, обдувка песком, не оказывает сильное влияние на 1 сг- С другой стороны, поверхности с окисными пленками или отложениями имеют большие значения Вероятно, этот эффект обусловлен улучшением смачиваемости поверхности. Так, авторы [24, 30 получили на окисленных алюминиевых поверхностях большие значения г. чем на чистых авторы [31, 32] установили, что отложения, образующиеся из водопроводной воды, значительно повысили сравнению с измеренными для дистиллированной воды, Критические тепловые гютоки на несмачиваемых поверх1юстях, например покрытых смазкой или фтороуглеродным слоем, заметно ниже )32а), и могут быть меньше теплового потока, соот-ветстнующеп) началу пузырькового кипения (рис. 12). [c.377]

В. Е, Дорвщук и <5. П. Фрид опубликовали данные по значениям яри кипении воды в трубах диаметром 3 и мм под давлением 100 и 170 ата 1[146—148]. Опыты проводились при весовых скоростях от 750 до 3300 кг1и сек в широком диапазоне изменения х. Основные исследования проведены на трубе диаметром 8 мм, отношение Lid изменялось от 7,5 до 50. На трубе диаметром 3 мм отношение Lid имело значения 14, 50 и 100. Авторы установили, что степень шероховатости трубы, а также время работы поверхности теплообмена практически не оказывают влияние на q p.. Зависимость q p. от X для постоянной весовой скорости Wg при различных значениях L d для трубы диаметром 8 мм показана на фиг. 8. Приведенные данные получены при давлении 100 ата. Для этого давления расчетная формула предложена не была. [c.18]

Переходный режим. Этот режим кипения, отличающийся наиболее сложным механизмом передачи теплоты, изучен сравнительно мало, что затрудняет создание надежной теории.. На интенсивность процесса влияют различные факторы физические свойства жидкости и материала греющей стенки, форма и ориентация поверхности нагрева, ее шероховатость и др. Особенно существенным оказывается влияние малотёплопроводных покрытий поверхности нагрева, вызывающих увеличение коэффициента теплоотдачи.. [c.181]

Р>-с. 3.20. Влияние теплофизпческих свойств ма. ериала поверхности нaгp ьa на интенсивность теплоотдачи при пузырьковом кипении гелия [21] (р=0,1 МПа, диаметр торца стержня =8 мм, средняя шероховатость 5—10 мкм, ориентация горизонтальная). [c.238]