Испарение со свободно-конвективным кипением

В условиях аварийной ситуации возможна, например, разрушение крыши резервуара, в результате чего жидкий газ будет испаряться со свободной поверхности в атмосферу. Возможна также утечка сжиженного газа, например, через разрушенное фланцевое соединение трубопровода. В этом Случае жидкий газ будет испаряться за счет притока тепла от земли или другого твердого тела. По мере уменьшения температурного перепада между жидким газом и подстилающей твердой поверхностью изменяется режим кипения с переходом от пленочного к пузырьковому, а затем и к конвективному испарению. Для пропан-бутановых смесей пленочный режим кипения наблюдается только в первый момент наполнения резервуара жидким газом. В резервуарах диаметром до 0,5 м пузырьковый режим кипения продолжается около двух часов, в более крупных резервуарах— всего несколько минут. В резервуарах диаметром более 1 м наиболее характерным является конвективное испарение. При этом режиме скорость испарения пропан-бутановой смеси в резервуарах диаметром более 5 м в среднем 0,001 кг/(м .с). [c.25]

Теплоотдача при испарении стекающей по трубам пленки существенно выше, чем в большом объеме, так как конвективный теплоперенос при вынужденном движении жидкости интенсивнее, чем при свободной конвекции в объеме. Теплообмен при кипении в стекающей пленке также протекает интенсивнее, чем в большом объеме. Причины этого до конца не выяснены. Однако есть основание считать, что интенсификация теплообмена в зоне кипения связана с малой высотой слоя жидкости над поверхностью нагрева, [c.54]

В работах Фарбера и Скораха [Л. 32], а также Мак-Адамса и др. [Л. 74] приведены данные экспериментальных исследований процесса кипения жидкости в большом объеме. Указанные данные получены при исследовании теплоотдачи электрически нагретой горизонтальной проволоки, погруженной в сосуд с водой при температуре насыщения. Характерная кривая, описывающая различные режимы кипения, приведена на рис. 2 на рис. 3 даны эскизы для иллюстрации картины кипения жидкости в той или иной области. Впервые характерная кривая была представлена в работе Нукиямы Л. 81]. Когда температура ше температуры насыщения, жидкость около поверхности нагрева перегревается, частицы перегретой жидкости отводятся вследствие наличия в объеме жидкости естественной конвекции, испарение при этом происходит со свободной поверхности (область /), При дальнейшем увеличении температуры стенки в отдельных точках поверхности начинается образование и рос г паровых пузырей, эти пузыри конденсируются в объеме жидкости, не достигая ее поверхности (область II). Для области 111 характерно образование более значительного числа пузырей, при этом сами пузыри,становятся больших размеров и уже достигают парового пространства. За точкой максимума кривой лежит область неустойчивого пленочного кипения, когда вокруг проволоки образуется неустойчивая паровая пленка, а на наружной поверхности пленки, вверху, возникают большие паровые пузыри. Сама паровая пленка неустойчива и под действием конвективных токов разрушается и снова быстро восстанавливается. Наличие паровой пленки создает дополнительное термическое сопротивление, при этом коэффициент теплоотдачи снижается. При значении АТ =220550° С паровая [c.213]

Часто удобно рассматривать кипение как особый случай свободной или вынужденной конвекции. Для подтверждения справедливости этой аналогии рассмотрим простой случай теплообмена, при котором обогреваемая электрическим током металлическая трубка погружена в большой объем жидкости. При обогреве трубки электрическим током выделяется тепло, в результате чего температура трубки увеличивается и происходит конвективный нагрев воды. Когда температура воды достигает температуры насьщения, а удельный тепловой поток на трубке невелик, то формирующиеся на обогреваемой поверхности пузырьки пара поднимаются к свободной поверхности воды и испаряются на границе раздела. Тщательные измерения [1] показали, что жидкость вблизи нагревателя всегда немного перегрета. Перегретая жидкость имеет меньшую плотность, чем жидкость при температуре насыщения, и поэтому стремится подняться к свободному уровню, где и испаряется. В связи с тем, что испарение происходит на поверхности раздела вода — воздух, механизм теплообмена на поверхности нагрева сводится к простой естественной конвекции. Температурный напор определяется из соотношений для естественной конвекции. [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология