Локальное кипение

Наиболее полно исследованным является бассейновое кипение с чистым испарением. Поэтому этот процесс будет рассмотрен детально в следующих параграфах. Рассмотрение будет затем перенесено на локальное кипение с вынужденной конвекцией, наконец, несколько замечаний будет сделано о кипении при вынужденной конвекции с чистым испарением. [c.419]

Рис. 12-12. Перенос тепла при локальном кипении для турбулентного вынужденного потока через трубу ( =0,18 дюйма Не = 3-10=) [Л. 378].

Введение. Этот случай кипения является такой формой пузырчатого кипения, когда жидкость при температуре ниже точки насыщения приводится в соприкосновение с металлической поверхностью, достаточно нагретой для того, чтобы вызвать кипение на ней. Паровые пузыри конденсируются в холодной жидкости, благодаря чему в дегазированной жидкости происходит процесс, при котором результирующее парообразование отсутствует. Локальное кипение целесообразно применять в высокопроизводительных аппаратах, так как при этом могут быть получены чрезвычайно высокие коэффициенты теплоотдачи и критические тепловые потоки. [c.525]

Очень высокие локальные температуры могут возникать при адиабатическом сжатии пузырьков газа, находящихся в жидкости при ее кипении. [c.29]

Аналогично температуре,горячей среды изменяется и температура стенки теплопередающей поверхности (рис. 1.22, штриховая линия). Это обстоятельство приводит к изменению локальных температурных разностей между стенкой и кипящим теплоносителем, а следовательно, и локальных коэффициентов теплоотдачи при кипении, поскольку между этими величинами имеется зависимость, часто выражаемая на практике как степенная [c.60]

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]

Ниже формулы (7.59), (7.61) и (7.62) приводятся в виде, удобном для вычисления локальной разности температур в канале 0н. к. соответствующей началу пузырькового кипения [c.239]

Сопоставляя выражения (7.63) — (7.65), можно отметить, что они отличаются как степенью влияния физических свойств жидкости и пара, так и плотности теплового потока. Причина этого заключена в интерполяционной сущности уравнений (7.63) — (7.65), построенных на основании экспериментальных данных. Кроме того, 0н. к выражается как доля от полной локальной разности температур 0, которая для больших значений недогревов существенно превышает искомую разность температур, соответствующую началу кипения (рис. 7.10). Поэтому применение формул (7.63) — (7.65) вне пределов, охваченных экспериментальными данными, может привести к большим погрешностям в определении Он, к- [c.240]

Локальные значения коэффициента теплоотдачи на участке неразвитого пузырькового кипения могут быть определены по интерполяционным соотношениям, предложенным Кутателадзе [89] [c.242]

Вертикальная пластина. Для ламинарного потока и касательных напряжений на границе раздела, равных пулю (т/ =0), локальный коэффициент теплоотдачи а (г) на расстоянии г ло поверхности от начала пленочного кипения равен [c.400]

Трубы с наружными кольцевыми низкими ребрами для нагрева органических жидкостей выпускаются многими изготовителями. Локальные а и часто ниже, чем для гладких труб однако это более чем компенсируется увеличением поверхности [19, 20]. Кривые кипения для трубных пучков и одиночных труб обычно отличаются из-за различия в циркуляции [19]. Большие особо спрофилированные ребра обеспечивают значительные скорости рассеяния теплоты, если температура в основании соответствует пленочному кипению [21]. [c.424]

Следующие два алгоритма, разработанные в НПО Нефтехим-автоматика , связаны с управлением газофракционирующей частью (ГФЧ). Алгоритм управления комплексными показателями позволяет в темпе с процессом рассчитывать такие показатели качества продуктов крекинга, как температуры начала и конца кипения целевых фракций температуры раздела фракций и т. д. Алгоритм предусматривает расчет текущих показателей в темпе с процессом, пх сравнение с заданными значениями и формирование по ПИ-закону заданий соответствующим регуляторам локальных САР. Обращение к задаче осуществляется 1 раз за 2,5 мин. [c.166]

Исследованиями было установлено, что при массообмена у поверхности раздела фаз происходят непрерывное пузырьковое кипение жидкости и локальная конденсация пара, что создает дополнительное сопротивление в виде теплового пограничного слоя. Тогда общий коэффициент массопередачи определяется из уравнения [c.41]

Возрастание теплоотдачи при увеличении теплового потока имеет место при пузырьковом кипении жидкости. Можно предполагать, что в пленке возникает раннее кипение, несмотря на то, что темйература стенки ниже температуры насыщения. Это возможно при локальных понижениях давления до, давления насыщения при температурах в пристенной области около-60°С и выше (для 60°С давление насыщения воды составляет примерно 0,02 МПа). Как уже отмечалось, понижение давления может происходить в результате удара крупных капель, не потерявших скорость в процессе движения от сопла форсунки до пленки при этом возможны кавитационные эффекты в области растекания жидкости ударившейся о стенку каили (для струи [c.199]

Вудс [70], проводивший опыты с бензолом при низких А(, нанес результаты на график в виде зависимости локальных значений коэффициента теплопередачи к от весового паросодержания и установил, что в начальной стадии кипения коэффициент теплопередачи не зависит от расхода жидкости (фиг. 8). Однако с увеличением количества образующегося пара величина к становится функцией весового расхода на всем участке и достигает своего максимального значения. Величина макс. И соответствующее значение паросодержания зависят, по-видимому, от скорости жидкости. [c.45]

В опытах, проводившихся с водой, расход жидкости изменялся от 158 до 503 кг час, а весовое паросодержание— от 20 до 100%. Серия опытов проводилась с различной длиной обогреваемого участка. При увеличении длины греющей секции перепад давления возрастал, а температурный напор на этом участке уменьшался и средний коэффициент теплопередачи в области кипения, хотя и незначительно, но изменялся. Зависимость локальных значений коэффициента теплопередачи от паросодержания приводится на фиг. 10. На графике приведены кривые, отвечающие давлениям 0,70 1,68 и 5 ати и соответственно температурным напорам 9,4, 15 и 50° С. [c.47]

М.М. и длиной 2,15 м, включенной в контур с естественной циркуляцией. Результаты опытов были представлены в виде эмпирического уравнения. По полученным данным при паросодержаниях выше 8% локальные коэффициенты теплоотдачи не зависят от весовой скорости жидкости и пара. Коэффициенты теплоотдачи по длине экспериментального участка не изменялись, но исследователи не рассматривали отдельно влияния паросодержания и температурного напора. Между тем, влияние температурного напора было определяющим при низких паросодержаниях, когда основное воздействие на интенсивность теплообмена оказывает пузырьковое кипение, в то время как при высоких паросодержаниях основное влияние оказывает высокая скорость жидкой пленки. [c.106]

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]

В книге рассмотрено множество направлений, по которым целесообразно проводить дальнейшее изучение процесса теплообмена при кипении в трубах. Большое значение имеют исследования по установлению локальных значений коэффициентов теплоотдачи в зависимости от условий, характерных для данного сечения. Количественные данные следует получать при давлениях до —100 ата, чтобы установить влияние давления на интенсивность теплообмена при различных условиях и влияние р на параметры, при которых осуществляется переход от одной из трех рассмотренных областей теплообмена к другой. Чтобы получить обобщенные зависимости, необходимо провести исследование на ряде жидкостей и глубже изучить влияние формы и состояния поверхности, которое до сих пор недостаточно выяснено. Для решения этих задач необходимо провести исследование на паро-жидкостных, воздушно-водяных и других подобных им системах. [c.148]

В общем состояние поверхности влияет на процесс кипения путем изменения условий зарождения и роста паровых пузырей, частоты отрыва, плотности центров парообразования и т. д. При этом интенсивность процесса и необходимый для возникновения кипения перегрев ДГ зависят от материала поверхности, формы и размера впадин, теплофизических свойств жидкости, плотности распределения впадин по поверхности, наличия в порах пара или газа и т. д. Кроме того, существенное влияние на динамику процесса кипения могут оказать наличие в нагревателе градиента температур и локальное колебание его при росте и отрыве пузырей, которое сказывается на условии активности впадин. [c.16]

Высокая интенсивность теплообмена при кипении обусловлена существованием на поверхности нагрева дискретной системы локальных нестационарных интенсификаторов — центров парообразования. Плотность теплового потока и перегрев поверхности, включаемые в описание работы отдельного центра парообразования при изучении механизма теплообмена при кипении, являются по своей сути локальными величинами. Однако при переходе к рассмотрению процесса кипения на достаточно протяженной поверхности нагрева вследствие многочисленности и более или менее равномерного распределения центров неявно предполагается, что все они действуют при усредненных по поверхности режимных параметрах, которые, по-видимому, могут существенно отличаться от локальных. Тогда правомерность такого перехода становится сомнительной и требующей должного обоснования. [c.47]

Из описанной картины ясно, что усредненные по всей поверхности значения д и АГ, характеризующие среднюю интенсивность теплоотдачи, нельзя относить к отдельным центрам парообразования, поскольку локальные значения и АГ ,. для них могут существенно отличаться от средних. Это не позволяет непосредственно использовать результаты теоретического анализа роста одиночных пузырей для количественного описания интенсивности теплоотдачи при кипении в предположении прямой пропорциональности между локальными и средними параметрами. [c.50]

Действительно, как следует из сопоставления кривых изменения температуры под центром парообразования с кинограммами процесса кипения, зона наиболее интенсивного отвода тепла от поверхности нагрева ограничена максимальным размером основания пузыря, достигаемым им при росте на поверхности в течение короткого промежутка времени и пропорциональным отрывному диаметру о- Слияние же пузырей при высоких значениях д происходит уже после завершения этой стадии и, кроме того, на некотором расстоянии от поверхности нагрева, так что оно не препятствует протеканию отмеченных выше этапов ее локального охлаждения. [c.52]

НЫми результата(Ми, Получе ны-ми при различных исследованиях и с различны ми жидкостями. Оказывается, что согласие, которое можно считать очень удавлетворительным, означает, что поверхностное условие не влияет на перенос тепла в точке выгорания. Соотношение Цубера справедливо для бассейнового кипения с чистым испарением. Экспериментально установлено, что при локальном Кипении максимальный тепловой поток значительно выше (в 4 раза больше). Вынужденная каввекция также увеличивает максимальный тепловой поток. [c.430]

Тот факт, что коэф1фициенты1 теплообмена от поверхности в кипящую жидкость очень велики, делает этот про-цеос очень эффективным для охлаждения. Например, этот процесс попользуется ири регенеративном охлаждении стенок камер сгорания. ракет. При этом применении одно из топлив продувается вдоль стенки камеры сгорания. Обычно тепловой поток настолько велик, что локально температура насыщения жидкости превышена и образование пузырьков происходит рядом со стенкой. Однако внутри охладителя температура ниже, ч-ем температура испарения, и пузырьки разрушаются, как только они отделяются от поверхности и проникают внутрь жидкости. Этот процесс переноса тепла должен быть охарактеризован как вынужденно-конвективное локальное кипение. Он интенсивно изучался в последние годы. Если, например, вода продувается через трубку и если трубка нагревается снаружи, то тепловой поток на единицу площади стенки трубы подчиняется закону, показанному на рис. 12-12, который представляет результаты экспериментов Розенова и Кларка [Л. 241]. Сначала тепловой поток возрастает с увеличением разности между температурой стенки и всей температурой с той же скоростью, что и для вынужденного потока с испарением (линия Колберна). Однако как только происходит образование пузырьков на поверхности, увеличение теплового потока становится очень быстрым и требуемая температурная разность почти не зависит от величины теплового потока. В то же время найдено, что различные кривые, показанные на рисунке, зависят от величины температуры насыщения. Розенов и Кларк показали, что эти кривые можио свести в одну линию путем нанесения на график теплового потока на единицу площади, выраженного через разность между температурой стенки и температурой насыщения вместо температуры стенки минус объемная температура. [c.430]

При увеличении радиуса реакционной зоны К выше К р, когда наблюдается проскок мономера в пристенных областях зоны реакции, характерный излом на кривой зависимости lgPn от 1/То сглаживается (см. рис.3.27 а, кривая 2), поскольку существуют зоны с широким набором температур по координатам реакции. Как следствие, образуются молекулы различного размера, а зона кипения реагентов ограничена эпицентром факела . Поскольку зона факела охватывает менее 30% реакционного объема, очевидна неэффективность внутреннего теплосъема при относительно больших объемах зоны реакции ввиду локального кипения реагентов. Расчет и моделирование процесса быстрой полимеризации с внутренним теплосъемом за счет кипения реагентов согласуются с экспериментом (рис. 3.28). [c.164]

Нагревание газо-жидкостной смеси в теплообменнике 7 осуществляется путем передачи части тепла сгоревших газов стенке трубопровода п от стенки к газо-жидкостной смеси. Так как температура стенки выше средней температуры стока и выше критической температуры 374 С, то у стенки часть жидкости переходит в парообразное состояние. Паровые пузыри, проникая во внутрь потока, конденсируются и повышают теплосодержание последнего. Локальное кипение (кипение педогретых жидкостей) целесообразно применять для высокопроизводительных аппаратов, так как при этом могут быть пол ены чрезвычайно высокие коэффициенты теплоотдачи и критические тепловые потоки. [c.102]

Заполнению рабочих впадин шестеренного насоса препятствуют развивающиеся при вращении шестерен центробежные силы, действующие на жидкость во впадинах. Жидкость, поступающая из всасывающей полости в междузубовую впадину вращающейся шестерни, приобретает угловую скорость последней, вследствие чего появляется центробежная сила, стремящаяся выбросить ее из впадины и препятствующая заполнению этой впадины жидкостью. Помимо этого, в результате действия центробежной силы на жидкость абсолютное давление у основания впадин будет ниже давления на входе в насос, вследствие чего во впадинах может возникнуть локальное кипение (кавитация) жидкости (выделение из жидкости и расширение паров и газов). [c.322]

Для вертикальной пластины анализ ламипарного течения пара в пленке в предположении, что касательные напряжения на границе раздела отсутствуют, приводит к локальному коэффициенту теплоотдачи <х г) на расстоянии 2 по поверхности от начала пленочного кипения [c.378]

Терминология. Существуют значительные расхождения в терминологии для кризиса. Наиболее известным названием является пережог, но это означает разрушение поверхиости нагрена. Названия переход от пузырькового кипения к пленочному , и высыхание пленкн одинаково неудовлетворительны для общего описания явления, хотя они правильно отражают отдельные механизмы. Поэтому термин кризис выбран для обозначения состояния системы, в котором происходит характерное снижение коэффициента теплоотдачи, и термин критический тепловой поток СНГ)) — для локального теплового гютока, при котором это состояние впервые возникает. Главная трудность в использовании выбранной терминологии состоит в том, что она основывается на подходе к кризису при увеличении теплового потока, тогда как в действительности к кризису в данной системе можно приблизиться также путем изменения одного из независимых параметров давления, температуры (или массового паросодержання) на входе, массовой скорости. [c.387]

Публикации по парообразованию при вынужденной конвекции смесей крайне ограничены. Одно из самых ранних исследований (I] проведено в 1940 г. с использованием четырехходового испарителя с горизонтальными трубами, нагреваемыми паром. Каждый ход имел три отдельные паровые рубашки для измерения локального теплового потока. Жидкостью была смесь бензол — масло. Установлено, что температура объема жидкости увеличивается по длине кипения насыщенной жидкости, когда она обогащается маслом. Таким образом, часть теплоты, передаваемой смеси, сохраняется в форме скрытой теплоты для поддержания жидкости в условиях насыщения и не идет на парообразование. Средние коэффициенты теплоотдачи рассчитаны для каждого хода, где происходило кипение, во всех трех рубашках. Для данного массового паросодерисания коэффициент теплоотдачи уменьшался с увеличением содержания масла в подаваемой жидкости. [c.419]

Молекулярно-кинетические свойства связаны с самопроизвольным движением в системе кинетических единиц-молекул и возможным уровнем их локального концентрирования в единице объема и в меньшей степени — с химическим составом. К таким свойствам, называемым коллигативными, относят диффузию, поверхност1юе натяжение, осмотическое давление, упругость пара, температуры застывания и кипения. Определение и исследование указанных свойств позволяет наиболее полно оценить внутренние взаимодействия в системе, а также прогнозировать поведение системы при изменении условий ее существования. [c.18]

Методика определения водорода [19] дает возможность подобрать для данного парогенератора водный режиме минимальной концентрацией водорода в питательной воде и паре. Большая роль в развитии пароводяной коррозии принадлежит высокому уровню локальных тепловых нагрузок. Было бы принципиальной ошибкой считать, что путем улучшения водно-химического режима котлов при высоком уровне теплового напряжения можно ликвидировать пароводяную коррозию. При нарушениях топочного режима, шлаковании, вялой циркуляции воды в барабанных котлах, пульсирующего потока в прямоточных котлах (особенно при высоких тепловых нагрузках) средствами химической обработки воды практически невозможно предупредить разрушения металла в результате пароводяной коррозии. При недостаточной скорости воды в парогенерирующих трубах, обусловленной рядом теплотехнических факторов и конструктивными особенностями котлов (малый угол наклона, горизонтальное расположение труб), ядерный режим кипения может переходить б менее благоприятный — пленочный . Последний вызывает перегрев металла и, как правило, пароводяную коррозию. Развитию ее сильно способствуют вносимые в котел с питательной водой оксиды железа и меди, которые, образуя отложения на поверхностях нагрева, ухудшают теплопередачу. Стимулирующее действие меди на развитие пароводяной коррозии заключается также в том, что она вместе с оксидами железа и другими загрязнениями, поступающими в котел, образует губчатые отложения с низкой теплопроводностью, которые сильно способствуют перегреву металла. Прямое следствие парегрева стали и протекания пароводяной коррозии — появление в паре котла молекулярного водорода. Вполне понятно, что по его содержанию можно оценивать лишь среднюю скорость пароводяной коррозии, локализацию же разрушений таким методом выявить трудно. [c.181]

Хром. Листовой хром не корродирует в растворе Na l при температурах вплоть до точки кипения (см. табл. 62) и в этом отношении аналогичен титану. Прочная пассивная пленка на хроме должна быть стойкой в морской воде, а локальная коррозия менее вероятна, чем в случае нержавеющих сталей. [c.162]

Средний по длине температурный напор между стенкой и жидкостью, определялся для каждой секции отдельно планиметрированием кривых, устанавливающих изменение температур стенки и потока по длине трубы. На фиг. 5 приводится изменение локального теплового потока, температурного напора и паросодержания по длине трубы для опыта, в котором расход воды равен 1320 кгЫас. Из графика можно сделать несколько важных выводов. Во-первых, тепловой поток резко возрастает почти по всей длине трубы, тогда как температурный напор изменяется очень незначительно. Поэтому можно предположить, что в верхней части трубы пузырьковое кипение уже не определяет механизм процесса теплообмена. Автор считает, что вызываемое паром движение двухфазного потока является основным для процесса теплообмена при высоких паросодержаниях. Во-вторых, на нижнем участке трубы, кроме обычного конвективного теплообмена, оказывающего основное влияние на процесс, имеются вторичные воздействия, которые подавляются при переходе в область преимущественного влияния скорости. Денглер подтверждает эти выводы расчетом. Он рассчитал распределение теплового [c.35]

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]

Исследование теплообмена при кипении Ф-12, Ф-22, Ф-502 на трубах с различной геометрией оребрения [15, 29—31] показало увеличение интенсивности теплообмена по сравнению с гладкой поверхностью. Увеличение а на ребристых трубах обусловлено тем, что у основания ребер имеется локальное ухудшение смачиваемости. Здесь адсорбируются нерастворимые газы, служащие центрами парообразования в начале процесса, и задерживаются паровые зародыши при отрыве паровых пузырей от поверхности. При5< 1)о форма пузыря в процессе роста изменяется и он сплющивается между боковыми поверхностями ребер. При этом интенсивный подвод тепла осуществляется из тонкого слоя перегретой жидкости, окружающей пузырь по большей части поверхности. В связи с этим увеличивается число центров парообразования, скорость роста и частота отрыва паровых пузырей. Кроме того, на теплообмен существенное влияние оказывает гидродинамика процесса. Наличие стесненных пространств между ребрами и более интенсивного парообразования, чем у гладкой поверхности, вызывает усиление турбулентных пульсаций жидкости, особенно при Следовательно, интенсивность теплообмена [c.18]

Использование отличающихся повышенной активностью центров парообразования искусственной природы для расширения диапазона тепловых нагрузок, при которых еще можно их наблюдать, нежелательно, поскольку они, как правило, по размерам и по форме значительно отличаются от естественных шероховатостей металлических поверхностей. Поэтому более целесообразным представляется исследование работы одиночных естественных центров парообразования. Ниже изложены результаты такого исследования при кипении догретой до насыщения воды при атмосферном давлении. В качестве меры, обеспечивающей локализацию центра парообразования и исключающей появление неорганизованных центров, был выбран локальный обогрев поверхности. Специальной конструкцией опытного элемента [1] [c.47]