Кризис кипения

Увеличение разности температур 0 = Гот — 7 н в области развитого пузырькового кипения сопровождается увеличением коэффициента теплообмена. Это положение остается справедливым вплоть до кризиса кипения, обозначенного на рис. 7.1 точкой С. Непосредственно перед кризисом пузырькового кипения плотность теплового потока достигает максимального значения. Дальнейшее увеличение 6 приводит к резкому уменьшению коэффициента теплоотдачи. Это явление и названо кризисом кипения. Если плотность теплового потока остается постоянной, то явление кризиса сопровождается катастрофическим повышением температуры поверхности теплообмена, которое приводит к разрушению материала поверхности, т. е. к перел огу стенок канала.. [c.212]

Рассмотренный в работе [188] вопрос об ограничении значений коэффициента теплоотдачи, достижимого при кипении жидкости на пучках труб, тесно связан с явлением кризиса кипения. На протяжении последних лет этому явлению было уделено очень большое внимание. Связано это с резким уменьшением локального коэффициента теплоотдачи при кризисе (рис. 7.1) и, следовательно, с ухудшением теплопередающей способности поверхности теплооб [c.232]

В теплообменных аппаратах химических производств кризис кипения ведет, как правило, лишь к снижению теплопередающей способности аппарата, не приводя к аварии. Это связано с тем, что температура теплоносителей в химических производствах обычно не превышает предельно допустимых для материалов, из которых изготавливаются поверхности теплообмена в аппаратах. [c.233]

В жидкостях, содержащих растворенные легколетучие компоненты, первый кризис кипения наступает при более низких плотностях теплового потока. Однако обобщающие количественные зависимости о влиянии легколетучих компонентов на критические потоки до настоящего времени не получены. Более подробная информация о кризисе кипения жидкости, содержащей растворенные газы, может быть получена из некоторых работ, посвященных особенностям кипения смесей [58, 59, 190—192]. Библиография по вопросу кипения бинарны.х систем приведена в выпуске [133]. [c.234]

Точка кризиса кипения, или значение второй крити-ческой разности температур, представляет большой практический интерес в том случае, когда задан тепловой поток д=аАТ. Как только тепловой поток превышает второе критическое значение, температура поверхности быстро увеличивается на сотни градусов, что может привести к ее разрушению. Для расчета критического теплового потока при кипении в большом объеме используются эмпирические корреляционные соотношения, содержащие зависимость от основных физических свойств. В горизонтальных трубах, из-за того что внутренняя поверхность смочена не [c.97]

Из других методов, которые могут быть использованы для инициирования кипения, можно также отметить использование горячего участка, который специально перегрет до температуры, необходимой для начала образования пузырей. Однако такой метод имеет определенные недостатки, связанные с возникновением местной коррозии. Еще один метод состоит в применении дросселирующей диафрагмы вблизи входа в зону кипения. Жидкость может быть перегрета выше этой диафрагмы, так что в районе большого перепада давления при прохождении потоком острой кромки диафрагмы будет происходить быстрое выделение пузырей таким образом, в насыщенной жидкости, поступающей в котел, уже будут содержаться пузыри. Трудности применения такого метода заключаются в том, что выделение паровых пузырей может начаться в пере гретой жидкости на участке, расположенном выше диафрагмы по потоку, в результате чего могут возникнуть чрезвычайно сильные колебания потока в системе. Эти колебания являются результатом того, что преждевременно образовавшиеся паровые пузыри не могут непосредственно пройти через диафрагму, и, следовательно, большое увеличение объема жидкости, сопровождающее их образование, создает обратную волну жидкости в системе подачи жидкости. В результате этого возникают обычно более сильные колебания, чем были бы в отсутствие диафрагмы, и создаются условия, при которых может наступить кризис кипения. [c.95]

Сокращение объема горения имеет своим следствием рост температуры, что, в свою очередь, увеличивает тепловые потоки радиации. Для котлов с естественной циркуляцией и хорошо налаженным водным режимом имеется достаточный запас до кризиса кипения и рост тепловых потоков практически не лимитирован. Переход на сверхкритическое давление и принудительную циркуляцию сопровождается повышением температуры стенки трубы, пропорциональным воспринятому тепловому потоку, что крайне затрудняет обеспечение надежной работы поверхностей нагрева. [c.128]

В (2.148) и (2.149) Гкр, Ркр — температура и давление в критической точке (не путать с координатами кризисов кипения ) , Я — коэффициент теплопроводности с — удельная теплоемкость р — плотность индексы ж и т относятся к жидкости и материалу поверхности нагрева (если на поверхность нанесено покрытие, то индекс т относится к материалу покрытия). [c.184]

Электрический обогрев 1 — =6,5 мкм 2 — мкм, нестационарное охлаждение 3 — =6,5 мкм 4 — =0,7 мкм 5 и 6 — соответствуют кризису кипения, - — началу кипения. [c.238]

Ниже приведены данные по изменению положения второго кризиса кипения на плоском горизонтально расположенном образце диаметром 16 мм из меди в зависимости от степени покрытия теплоотдающей поверхности клеем БФ-2 (для сравнения приве- [c.241]

Экспериментальными исследованиями [5, 6] установлено, что закономерности возникновения кризиса кипения гелия в каналах в условиях вынужденного движения те И4е, что и при кипении обычных жидкостей (например, воды) в аналогичных условиях (рис. 3.29 и 3.30). Наклонные части кривых на рис. 3.29 и 3.30 днр—[(х), ограниченные справа А гр, соответствуют кризисам I рода, возникающим при пузырьковом кипении жидкости в канале. Влияние массовой скорости на кризис I рода неоднозначно. Ниспадающие участки соответствуют кризисам II рода (высыхание тонких жидкостных пленок на стенках канала), для которых характерно постоянство граничного паросодержания л гр. [c.242]

Измеряемые значення дкр зависят от материалов и состояния поверхности, В процессе кипения происходит так называемая приработка поверхности, поэтому при представлении результатов необходимо указывать условия проведения опытов. При исследовании кризиса кипения на поверхностях, покрытых отложениями, необходимы опытные данные по составу отложений, их структуре и толщине. [c.428]

Одной из относительно простых формул, рекомендуемых для оценки кризиса кипения, является зависимость [c.244]

Одной из простых формул, описывающих кризис кипения, является полуэмпирическая зависимость [c.256]

Опишите механизм процессов пузырькового режима кипения жидкостей и кризиса кипения. [c.308]

Одним из основных препятствий при интенсификации процессов нефтепереработки и нефтехимии, проводимых в трубчатых печах с огневым обогревом, а также при переходе к использованию ядерных реакторов для энергообеспечения нефтеперерабатывающих заводов является закоксовывание продуктовых змеевиков [I]. Изучение коксообразования при нагреве и термической переработке жидкого нефтяного сырья показало, что для каждого вида имеется критический тепловой поток, при превышении которого на теплообменивающейся поверхности начинается интенсивное коксоотложение. Причина резкого увеличения скорости отложения кокса - кризис кипения, обусловленный разрушением пленки жидкого нефтепродукта на внутренней поверхности змеевика [2]. [c.111]

При расчете плотности теплового потока, соответствующей первому кризису кипения на пучках теплообменных труб, следует учитывать, что до его наступления может произойти ухудшение теплоотдачи при значительно меньших плотностях теплового потока. Если в пучке труб теплообменного аппарата организована интенсивная циркуляция жидкости, то наступление кризиса может прои зойти при более высоких значениях плотности теплового потока. Однако данных о количественном влиянии скорости двухфазного потока на <7кр применительно к пучкам труб в известной нам литературе не имеется, [c.233]

По мере дальнейшего повышения температуры достигается второе критическое значение АТ - АТ и наступает так называемый кризис кипения. При этом происходит но.пиое слияние пузырьков и образование сплошной паровой илеики между поверхностью нагрева и жидкостью. В 1)сзультате коэффициент теплоотдачи уменьшается на порядки величины. На рис. 7 показана полученная в экспериментах зависимость коэффициента теплоотдачи а от перепада температур для воды при давлении 1-10 Па во [c.97]

При постоянном подводе теплоты температура стенки в сухой области значительно выше, чем в области ниже точки высыхания. Прн дальнейшем повышении теплового потока точка высыхания распространяется (перемещается) вниз по потоку (линия 11). В большинстве экспериментов но изучению кризиса теплоотдачи опыт прерывался, как только появлялось первое отклонение температуры на конце канала. Если тепловой ноток достаточно высок, повышение температуры при кризисе теплоотдачи может привести к расплавлению стенок канала, воз.можное местоположение этой кривой показано линией VI/ на рис. 10. Ситуация, показанная в позициях Я—С/, физически невозможна вследствие расплавления стенок трубы, и, чтобы измерить критический тепловой поток при таких тепловых нагрузках и условиях на входе, необходимо использовать более короткие трубы. Отметим, что линия 22 пересекает линии постоянного термодинамического паросо-держания, и режим течения, в котором происходит кризис теплоотдачи, изменяется от кольцевого до области кипения с недогревом. В этой области механизм кризиса кипения [c.187]

Первый кризис. Величина <7кр1 зависит в основном от физических свойств жидкости, плотности ее пара, ускорения свободного падения, формы и ориентации поверхности нагрева. Кроме того, определенное вли-янне оказывают условия смачиваемости, шероховатость и материал поверхности нагрева. Первый кризис кипения отличается статистической природой — даже при тщательно контролируемых условиях эксперимента разброс значений дкр достигает 15%. [c.182]

Значения коэффициента теплоотдачи акр1 и температурного напора ДГкрь соответствующие первому кризису кипения, можно рассчитать, подставляя значение 9.ЧР1, определяемое по (2.138) или (2.140), в уравнение теплоотдачи для пузырькового режима (2.129). [c.183]

Второй кризис. Положение второго кризиса кипения (9кр2, АТнрг) определяется главным образом свойствами жидкости, формой и ориентацией поверхности нагрева, ускорением свободного падения. Имеющиеся в литературе расчетные рекомендации нуждаются в дополнительной экспериментальной проверке и уточнении. [c.183]

Для пузырькового кипения криогенных жидкостей характерно различие в ходе кривых кипения в завкснмости от направления изменения теплового потока (явление гистерезиса ) (рис. 3.17), а также значительное влияние теплофизических свойств материала и толщины теплоотдающей стенки на температуру начала кипения, интенсивность теплоотдачи и кризис кипения. В наибольшей степени эти факторы проявляются при кипении гелия. [c.237]

Недостатком метода, ограничивающим возможности его применения, является необходимость работы с высоковольтны.м напряжением, При увеличении температуры обогреваемой поверхности, например при возникновении кризиса кипения, возмолсен электрический пробой, [c.423]

При электрическом обогреве регулируемой (задаваемой) величиной является плотность теплового потока дс. При кипении в условиях большого объема поверхностями теплообмена служат либо пластинки, проволочки, трубки, по которым пропускается электрический ток, либо торец стержня, на другом конце которого размещается изолированный от него электрический нагреватель. В первом случае тепловой поток определяется по выделяемой мощности, во втором стержень может использоваться как тепломер. Критический тепловой,поток д р1 определяют как то значение дс, при котором резко возрастает температура поверхности теплообмена. Кризису кипения предшествует изменение характера шума, генерирующегося в объе ме. Акустические методы исследования кризиса кипения описаны в [54]. [c.428]

Рис I Зависимость плотности теплового потока от разности т-р АТ = — Т д при 1снпе11ии в большом объеме свободно копвектируюшей жидкости / пузырьковый режим, 2-переходный режим, характеризуемый сменой пузырьковой структуры иа пов-сти нагрева сплошным паровым слоем (пленкой), от к-рого отрываются крупные паровые пузыри, пленочный режим, при к-ром происходит также радиационная теплоотдача от пов-сти нагрева к жидкости через паровой слой, прямая лтаия характеризует третий кризис кипения [c.385]

При кипении на изотермической поверхности максимальная плотность теплового потока ограничена первым кризисом Превышение критической плотности теплового потока приводит к смене режима кипения, сопровождается резким ростом температуры стенки, часто ее пережогом. Резкая смена режимов кипения и пережог стенки могут наблюдаться и при кипении на неизотермической поверхности. В связи со сказанным постановка задачи об исследовании устойчивости процесса кипения является вполне оправданной. Однако прежде чем привлекать к ее решению математический аппарат, необходимо дать четкую физическую постановку задачи. Здесь возможны различные подходы. Один из них (разработанный в трудах С. С. Кутателадзе, В. М. Боришанского и Н. Зубера) основывается на гидродинамической природе кризиса кипения, когда неустойчивость проявляется в скачкообразной смене пузырьковой или пленочной структуры двухфазного пограничного слоя. Авторы проанализировали механизм смены режимов кипения и построили гидродинамическую теорию, позволяюш ую определить максимальную плотность теплового потока на поверхности нагрева при пузырьковом кипении и минимальную — при пленочном. Второй подход основан па том, что режим кипения определяется температурой поверхности нагрева. Этот подход был использован рядом авторов (Эдьютори, Нишикава, Стефан, Ван Оверкерк и др.) при анализе устойчивости простейшего случая — теплообмена при кипении на изотермической поверхности. Б случае неизо-термической поверхности на ней одновременно может сущест- [c.30]

Итеративный цикл с блоком 4 повторяется до определения теплонапряженности поверхности теплообмена с заданной степенью точности. Обычно достаточно 1—2 итерации для достижения разницы <1%. Приведенная формула описывает теплоотдачу при кипении в пузырьковом режиме, который реализуется до кризиса кипения, наступающего при кр<2,3-10 [c.134]

При малых значениях разности температур АТ =Т -Т число паровых пузырьков на греющей поверхности мало, и они практически не влияют на интенсивность естественно-конвективной теплоотдачи. По мере увеличения АТ число паровых пузырей быстро увеличивается, и интенсивность теплоотдачи соответственно возрастает. Однако слишком большое количество пузырей, не успевающих отрываться от поверхности, одновременно блокирует часть греющей поверхности от тепловоспринимающей жидкости (пар обладает сравнительно малой теплопроводностью и теплоемкостью), и рост интенсивности теплоотдачи замедляется (рис. 4.1.5.7). При некотором критическом значении АГкр паровые пузьфьки не успевают отрываться индивидуально и сливаются в сплошную паровую пленку, блокирующую теплоподводящую стенку от жидкости. Интенсивность теплоотвода резко (в 20-40 раз) уменьшается, ггo соответственно уменьшает не только количество передаваемой теплоты, но и может привести к нежелательному перегреву самой поверхности, если ее обогрев производится высокотемпературным теплоносителем (например, топочными газами). Переход кипения от пузырькового режима к пленочному назьшается кризисом кипения. [c.243]

Пленочный режим кипения всегда нежелателен, и в промышленной практике стараются организовать процесс в области развитого пузырькового кипения (АТ < А7 ,ф), но без опасности наступления кризиса кипения. Для кипящей при атмосферном давлении воды ЛГкр = 25 К. Обратный переход от пленочного режима кипения к пузырьковому по мере уменьшения АТ происходит при заметно меньшей, чем АГ , разности температур стенки и жидкости. [c.243]

Чтобы интенсивное пузырьковое кипение не перешло к малоинтенсивному кипению пленочного типа, необходимо оценивать зависимость Бфитических величин теплового потока и, соответственно, критической разности температур АГ р от физических свойств жидкости и пара и от режимных параметров процесса. Процесс кипения вблизи кризиса неустойчив и сильно зависит от состояния греющей поверхности. Так, известно, что повышенное давление над слоем кипящей жидкости и шероховатость поверхности увеличивают значение кр, а неравномерность по теплообменной поверхности, наоборот, приближает кризис кипения. [c.244]

При некотором значении АТ = ДГкр пузырьки у поверхности перестают отрываться индивидуально и сливаются в сплошную паровую пленку, блокирующую горячую стенку от жидкости. Интенсивность теплоотвода падает настолько резко, что переход от пузырькового режима кипения к пленочному называют кризисом кипения. Значение коэффициента теплоотдачи уменьшается в 20-40 раз, что может привести к нежелательному перегреву теплообменной поверхности. Одной из распространенных простых формул, описывающих кризис теплоотдачи, является полуэмпирическая зависимость [c.190]

Кипение — это процесс образования пара нри нагревании поверхности, погруженной в жидкость. При этом образуются пузырьки пара, возникающие только в определенных точках нагреваемой поверхности—в центрах парообразования. Интенсивность образования пузырьков пара возрастает с повышением тепловой нагрузки в режиме пузьфча-того кипения. При достижении высокоразвитого процесса парообразования поверхность нагрева покрывается паровой пленкой, изолирующее действие которой приводит к снижению отводимого жидкостью теплового потока, хотя температура поверхности иагрева продолжает расти. Максимальный тепловой поток является критическим для проектируемой копструкции паровых котлов, выше которого наблюдаются кризис кипения и последую1цее перегорание нагревательных элементов. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология