Поверхностное кипение

Интенсивность теплоотдачи при вынужденном течении жидкости. При существенном не-догреве жидкости, подаваемой на вход равномерно обогреваемой трубы, температурный профиль стенки по длине канала имеет вид, показанный на рис 2. На начальном участке АВ теплообмен происходит по закону конвективной теплоотдачи к однофазному теплоносителю. Далее (участок ВС) следует переходная область, в которой начинается кипение и происходит вырождение влияния скорости потока на интенсивность теплоотдачи. За переходной областью находится участок развитого поверхностного кипения СО. На этом участке интенсивность теплоотдачи остается величиной постоянной, т. е. не зависит от скорости потока и температуры жидкости [20—22]. [c.86]

I — однофазная вынужденная конвекция 2 — поверхностное кипение 3 — полностью развитое кипение прн недогреве 4 — полностью развитое кипение [c.381]

При невысокой интенсивности нагревания поверхностное кипение определяется количеством тепла, поступающим от греющей поверхности практически только за счет свободной конвекции жидкости [c.141]

Результаты трех типичных опытов по теплообмену к бензолу представлены на фиг. 7. В одном опыте (фиг. 7, а) средний полный температурный напор равен 16,7° С, в другом (фиг. 7,6)—46,7°С и в третьем (фиг. 7, в)—68,8° С. Коэффициенты теплоотдачи от стенки к жидкости не измерялись, а подсчитывались только коэффициенты теплопередачи. Однако, так как происходила капельная конденсация пара, то, по крайней мере в опытах с бензолом, коэффициенты теплоотдачи должны были быть близки к коэффициентам теплопередачи. Можно отметить, что интенсивность теплообмена до начала кипения в 2—4 раза выше, чем для однофазной жидкости в условиях вынужденного движения. Авторы объясняют это влиянием больших температурных напоров при поверхностном кипении, что находится в соответствии с данными Мак-Адамса [72]. [c.43]

Киршбаум [53] провел первое полное изучение процесса теплообмена на одиночной трубе при естественной циркуляции. Вертикальная медная труба внутренним диаметром 40 мм обогревалась с внешней стороны на длине 2 м паром, конденсирующимся в кольцевом зазоре. Вода входила в трубу при температуре насыщения жидкости в сепараторе. По данным радиальных и аксиальных измерений температуры на экспериментальном участке построено распределение средней температуры жидкости по длине обогреваемой трубы. Так как эта кривая проходит через максимум, автор сделал вывод, что существует область, в которой кипение жидкости отсутствует. Эта область впоследствии рассматривалась различными исследователями как область поверхностного кипения. [c.60]

В 1947 г. Румфорд [95] опубликовал данные, полученные на вертикальном трубчатом испарителе, обогреваемом движущейся в кольцевом зазоре водой. Внутренний диаметр трубы испарителя 12,7 мм, длина 2,8 м.. Распределение температур пароводяной смеси по длине определялось с помощью длинной термопары, передвигающейся по оси трубы. В работе измерялись температура кипящей жидкости и термическое сопротивление стенки трубы, что дало возможность определить коэффициенты теплоотдачи. Опыты проводились на дистиллированной воде при абсолютном давлении 100 мм рт. ст. и расходах до 40 кг час. Весовое паросодержание доходило до 82,4%. Тепловые потоки на участке кипения изменялись в пределах 1,49-10 —1,9-10 ккал/м" -час. На основе данных Брукса и Бэджера [15] (считавших, что кипение начинается при максимальной температуре жидкости) Румфорд рассчитал коэффициент теплоотдачи к кипящей воде. Полученные коэффициенты после перехода к режиму кипения резко возрастали по длине трубы и достигали нереальных значений. Поэтому автор пришел к выводу, что большое количество тепла, требуемое для парообразования, передается также в нижней части трубы, где температура жидкости еще возрастает. В последние годы установлено, что при поверхностном кипении поток может содержать определенное количество пара. Это, вероятно, объясняет предположение автора. [c.70]

В 1953 г. Харвей и Фауст [42] опубликовали математическое решение системы дифференциальных уравнений, характеризующих теплообмен при кипении. Авторы объединили уравнения состояния, энергии, движения и неразрывности в громоздкое уравнение, которое решается методом изоклин. В данном решении, как и в работе [15], принято, что кипение начинается в точке, где температура жидкости достигает максимального значения. Поверхностное кипение в области недогрева допускалось, но паросодержание учитывалось только после того, как температура потока достигала максимальной величины. Теоретическое решение задачи проверялось экспе- [c.79]

Измерение температуры жидкости по длине трубы показало, что температура проходит через максимум. Используя стеклянную кипятильную трубу, удалось визуально наблюдать ироцесс парообразования. Было замечено, что кипение начинается до того, как температура жидкости достигает своего максимального значения. На это явление следует обратить внимание, так как некоторые исследователи [15] предполагают, что испарение начинается в точке, где температура жид-КОСТИ достигает макс. Позднее будет показано, что на нижнем участке трубы, где z". < макс,1 происходит поверхностное кипение, при котором возможно некого-рое парообразование [40]. Исследователи сравнили полученное распределение температуры жидкости по длине экспериментального участка с распределением температуры насыщения по длине, рассчитанным при линейном падении давления в испарителе. Это сравнение подтвердило, что парообразование начинается, когда еще не достигла макс,- ( [c.104]

Авторы пришли к выводу, что в исследованиях по теплообмену при кипении в трубах необходимо измерять локальные коэффициенты теплоотдачи и установить влияние паросодержания на их значения. На участке между входным сечением и сечением, в котором достигается акс.1 существует область поверхностного кипения выше этого участка — область пузырькового кипения. В работе изучался теплообмен только в этой последней области. Однако установлено, что около 10% полного количества генерируемого пара образуется в области поверхностного кипения. Это объясняется тем, что [c.112]

Вычислив значения коэффициентов теплоотдачи вдоль каждой трубки тока, получим поле коэффициентов теплоотдачи на развертке цилиндра. Однако теперь следует выяснить, не имеет ли места (на определенных участках этой развертки) поверхностное кипение. Решение этого вопроса рассмотрено в работе [53]. [c.209]

Чисто аналитическое описание теплообмена при поверхностном кипении в настоящее время затруднено из-за неполной ясности механизма зарождения и развития паровых пузырьков на теплоотдающей поверхности. [c.209]

В первой главе (п. 3) было получено критериальное уравнение (1.99), описывающее конвективный теплообмен при поверхностном кипении. Уравнение (1.99) можно записать в виде [c.209]

Для установлений закономерностей при поверхностном кипении в ЛПИ им. Калинина Д. Б. Кузнецов поставил соответствующие эксперименты [25]. Эксперименты первого этапа преследовали цель получить закономерность в чистом виде , т. е. исключить воздействие побочных факторов, которые могут возникнуть при постановке опытов на натурном объекте. Для этого была создана физическая модель, принципиальная схема которой приведена на рис. 4.29. Модель представляла собой теплообменник, в котором осуществлялась теплоотдача от равномерно нагретой [c.211]

Рис. 4,29. Принципиальная схема для экспериментального опреде-ления коэффициентов теплоотдачи при поверхностном кипении

Переход к развитому поверхностному кипению приводит к нарастанию паросодержания в потоке, т. е. к увеличению доли сечения канала, занятой паром, что в свою очередь ведет к изменению режимов течения двухфазного потока. Качественная характеристика различных режимов течения изложена в [1, 2]. Что касается вопросов, связанных с предсказанием границ между смежными режимами течения, то они до сих пор продолжают оставаться предметом исследований [1, 3]. [c.81]

Постановка опыта на физической модели преследовала цель, прежде всего, вскрыть основные закономерности, связанные с теплообменом при поверхностном кипении. Для этого исследовалось влияние скорости движения воды влияние давления влияние тепловой нагрузки на протекание изучаемого процесса. [c.212]

Важным выводом из этого может быть утверждение, что при поверхностном кипении скорость движения потока не оказывает решающего влияния на интенсивность теплоотдачи. [c.212]

Принятая система критериев достаточно точно отражает физику явления, связанную с процессом передачи теплоты при поверхностном кипении. [c.215]

Тарасова Н. В., Орлов В. М. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление при поверхностном кипении воды в кольцевых каналах. — [c.46]

Известно, как рассчитывать теплоотдачу в режиме развитого поверхностного кипения [20, 23, 24]. В то же время в переходной области кипения для расчета теплоотдачи не существует единой формулы. [c.86]

В литературе [29, 30] наметилась тенденция рассматривать процесс поверхностного кипения в условиях вынужденной конвекции, отделяя эффекты обычной конвекции без кипения от эффектов, связанных с кипением. Так, в работе [29] тепловой баланс на стенке был представлен в виде суммы двух слагаемых [c.87]

Аналогичный прием условного разделения теплового потока на тепловой поток собственно кипения, равный значению теплового потока при развитом кипении при соответствующей температуре стенки > 1 ), и конвективную составляющую при которой = 1 , рассматривался в работах по предсказанию критических тепловых потоков при поверхностном кипении жидкости [21, 31, 32]. [c.88]

Температурный режим стенки трубы при развитом поверхностном кипении. Согласно [c.90]

Поэтому важнейшей задачей исследований по теплоотдаче при развитом поверхностном кипении, как правило, является вывод расчетной формулы для величины температурного напора [c.90]

Рис. 3. Сопоставление расчетных данных по температурному напору при развитом поверхностном кипении воды, р=20 бар.

АС — экономайзерный участок ВС — участок поверхностного кипения режим кипения на участке СО — эмульсионный, переходящий в пробковый, на участке ОЕ — дисперсно-кольцевой ЕР — теплоотдача к влажному пару (зона подсушивания) Р — теплоотоача к перегретому пару. [c.162]

По длине парогенерирующей трубы устанавливаются различные формы течения. В области поверхностного кипения (участок ВС) пар, образующийся на стенке трубы, частично конденсируется в недогретой жидкости, а частично движется в ядре потока. Когда недогрев исчезает, пузыри пара начинают распределяться по всей массе жидкости, постепенно объединяясь в средней части трубы. Образующиеся крупные паровые полости перемен аются с прослойками жидкости. Подобный [c.162]

В 1949 г. Бухберг и др. [16] провели большое исследование поверхностного кипения. Отдельные данные этой работы представляют интерес для установления макси- [c.40]

Лаудермилк и Вейлэнд [64], также изучавшие поверхностное кипение, провели несколько опытов с заметными паросодержаниями на выходе. Опыты проводились на вертикальной трубе с электрическим обогревом. Внутренние диаметры трубы изменялись от 1 до 3 мм, [c.41]

Штробе, Бэкер и Бэджер [106], продолжая эти исследования, полностью исключили область, в которой в испарителе обычно происходит поверхностное кипение. Для обеспечения этого условия питательная вода за счет подвода в нижнюю часть трубы некоторого количества острого пара нагревалась на 2,8—5,5° С выше [c.63]

Дэйвидсон пришел к выводу, что определяющим фактором теплопередачи в трубах с толстыми стенками является не коэффициент теплоотдачи от стенки к жидкости, а теплопроводность материала стенки. Автору не удалось непосредственно измерить коэффициент теплоотдачи. Однако экстраполируя измеренные значения коэффициента теплопередачи для труб с различной толщиной стенки к значениям, которые могли бы быть при нулевой толщине, Дэйвидсон получил возможность оценить величину коэффициента теплоотдачи к кипящей жидкости. Эта величина превышает 2,4 10 ккал/м - час° С. Вероятно, поверхностное кипение в зоне подогрева явилось основной причиной того, что полученные коэффициенты теплоотдачи были в 4 раза выше рассчитанных по уравнению Диттуса и Волтера. Рассматривая механизм теплообмена для условий, в которых проведены опыты, Дэйвидсон предложил при обобщении экспериментальных данных использовать следующие критерии [c.68]

Ревил [88] провел опыты на испарителе с естественной циркуляцией, результаты которых опубликованы Пайретом и Избином 84]. Исследователь попытался, вводя в рассмотрение скорость двухфазного потока, связать данные по поверхностному кипению, объемному кипению и кипению при паросодержаниях, когда жидкая пленка захватывается паром. Он теоретически (для простой модели потока) показал, что эффективная толщина пленки на поверхности теплообмена обратно пропорциональна возрастающей по длине трубы скорости смеси. При этом локальный коэффициент теплоотдачи подсчитывается по формуле [c.69]

Наибольшие трудности вызывает задание граничных условий теплообмена на поверхности подвода теплоты. На по-верхностях охлаждения эта операция уже не должна вызывать большого труда, по край- 0,18 ней мере для однофазного теплообмена и поверхностного кипения [25, 53]. Кроме того, поскольку значение среднего за цикл коэффициента теплоотда- о,Ов[ чи на газовой стороне на порядок меньше коэффициента теплоотдачи па стороне охлаждения, то требования к заданию граничных условий иа стороне охлаждения долл<ны быть в 10 раз мягче, чем на стороне подвода теплоты. [c.81]

Теплообмен в зарубашечном пространстве при поверхностном кипении [c.209]

Конденсация пара в потоке недогретой жидкости (в каналах с предвключениым смесителем пара и жидкости, при поверхностном кипении в трубах, в опускном канале кипящих ядерных реакторов и др.). При пузырьковой структуре неравновесного двухфазного турбулентного потока коэффициент теплоотдачи, отнесенный к границе раздела фаз (поверхности парового пузыря), может быть определен как [91] [c.190]

Большое значение имеет также такое свойство компонента, как температура кипения при давлении в рубашке охлаждения. Если температура кипения охладителя достаточно низка, то уже при небольшом нагреве жидкость вскипит вблизи поверхности огневой стенки. Поверхностное кипение, если оно не очень интенсивно, даже улучшает условия охлаждения. Появление нузьирей способствует лучшему перемешиванию охлаждающей жидкости и, следовательно, лучшей теплоотдаче к жидкости. Но если вблизи поверхности охлаждаемой стенки образуются не отдельные пузырьки, а сплошная паровая пленка, то она, обладая гораздо худшей теплопроводностью и играя роль как бы теплоизоли-руюш,его слоя, будет препятствовать передаче тепла от стенки двигателя к охлаждающему компоненту. [c.15]

За последнее время в технической литературе появилось большое количество статей, посвяш енных вопросам гидродинамики и теплообмена в условиях поверхностного кипения воды. Это связано с необходимостью получения надежных расчетных рекомендаций по охлаждению обогреваемых поверхностей жидкостью, недогретой до температуры насыщения. [c.80]

Структура потока и истинное объемное паросодержание. В литературе наметилась следующая модель развития структурных форм течения кипящего теплоносителя. В сечении обогреваемого канала, где температура стенки несколько превышает температуру насыщения жидкости, появляются первые пузырьки пара. Находясь на стенке канала, пузырьки работают как тепловая трубка, т. е. наряду с испарением жидкости в полость пузырька происходит конденсация пара на его поверхности, омываемой недогретым потоком жидкости. Этот режим носит название неразвитого поверхностного кипения. Суммарный объем пара в пристенном слое при названном режиме кипения зависит от количества центров парообразования на стенке канала и от размеров образующихся пузырьков пара. Размер образующихся пузырьков пара во многом определяется интенсивностью теплосъема от границы пристенного пузырькового слоя к недогретому ядру жидкости. Как только степень недогрева ядра потока достигает величины, при которой размеры пузырьков превышают некоторую критическую величину, нарушается баланс действующих на пузырьки сил и начинается интенсивный унос пузырьков из пристенной области в ядро потока. В результате область неразвитого поверхностного кипения переходит в область развитого поверхностного кипения, в которой уход пузырька в ядро потока приводит к разрушению ламинарного пограничного [c.80]

В течение последних двух десятилетий экспериментаторами опробован ряд методов определения объемного паросодержания в потоке, но только метод просвечивания гамма- или рентгеновскими лучами [4, 51 получил широкое распространение в исследовательской практике. Большинство зарубежных и отечественных данных по истинному объемному паросодержанию при кипении с недогрёвом получены этим методом. Однако следует отметить, что, поскольку гамма-метод при измерении малых величин истинного паросодержания (<р < 0.05) не обеспечивает требуемой точности, область неразвитого поверхностного кипения остается менее изученной. [c.81]

В работе [34] в основу расчета интенсивности теплообмена в условиях пристенного кипения недогретой жидкости положена физическая модель процесса теплопереноса по толщине граничного кипящего слоя. В результате анализа расчетных данных установлено, что при поверхностном кипении в условиях вынужденного течения жидкости охлаждение стенки трубы происходит в специфической форме, связанной с особенностями механизма парообразования и циркуляции жидкости в пристенной зоне. [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология