Теплоотдача в трубах испарении Кипение

Тепло, идущее на подогрев и испарение воды, путем теплового излучения [4—6] передается от топочного факела, образующегося при сгорании мазута или угольной пыли, панелям труб, экранирующим стенки топочной камеры (рис. 12.2). Продукты сгорания отдают примерно половину своего тепла стенкам топочной камеры, после чего они достигают пучков котельных труб в верхней части топки, где высокие коэффициенты теплоотдачи, сопровождающие процесс кипения, обеспечивают дальнейшее эффективное снижение температуры горячих топочных газов (которая в некоторых местах может быть очень высокой) без угрозы чрезмерного перегрева при этом стенок труб. Поток газов затем направляется вниз, имея при этом более низкую и равномерную температуру, проходя по пути пароперегреватель, промежуточный пароперегреватель, экономайзер и воздухоподогреватель, и поступает к основанию дымовой трубы. Барабан парогенератора, различного рода трубопроводы и коллекторы изолированы от факела и не подвержены воздействию [c.226]

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]

V.l. Теплоотдача при испарении и кипении чистых хладагентов в пленке, стекающей по вертикальным трубам [c.123]

Рис. V- . Зависимость коэффициентов теплоотдачи при испарении и кипении К12 на вертикальной трубе от плотности теплового потока для различных объемных плотностей орошения при /о = — 25 С

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]

Котлы с многократной циркуляцией воды могут быть спроектированы таким образом, чтобы питательная вода подогревалась до температуры кипения в отдельной секции, так называемом экономайзере, а насыщенный пар перегревался также в специальной секции — пароперегревателе. При такой конструкции сводятся к минимуму трудности, связанные с гидродинамической неустойчивостью (см. гл. 5), а также с выпадением твердых отложений солей, поступающих в парогенератор с питательной водой. Концентрация солей поддерживается достаточно низкой во избежание трудностей, связанных с образованием отложений в той зоне экономайзера, где питательная вода подогревается до точки кипения. Поскольку коэффициент теплоотдачи с паровой стороны в пароперегревателе обычно значительно ниже коэффициента теплоотдачи в зоне испарения [151, весь пароперегреватель, кроме первой его ступени, должен размещаться в зоне, где температуры газа не слишком высоки. Если этого не сделать, то могут иметь место местные перегревы стенок труб [161. [c.230]

С ростом паросодержания х паровые пузыри сливаются и занимают всю среднюю часть трубы, внутри которой несутся мелкие капельки влаги. При этом жидкость на стенке образует кольцевой слой, вследствие чего режим течения называется дисперсно-кольцевым (участок ОЕ). Далее толщина кольцевого слоя уменьшается по длине трубы, пленка разрушается (точка Е), а капельки влаги, содержащиеся в потоке, в ряде случаев не достигают стенки трубы, так как испаряются в перегретом пограничном слое. Кипение на стенке прекращается, стенка высыхает , теплоотдача ухудшается, и температура стенки растет. После достижения максимума температура стенки снова несколько уменьшается по длине трубы, что связано с интенсификацией теплоотдачи при ускорении потока из-за испарения оставшейся в ядре влаги и увеличения объема протекающей среды. Это зона подсушивания потока и теплоотдачи к влажному пару (участок ЕЕ). После испарения всей влаги (ж = 1, сухой насыщенный пар) температура пара и стенки начинает расти вдоль трубы в соответствии с закономерностями теплоотдачи к перегретому пару (газу). [c.162]

Коэффициент теплоотдачи к свободно стекающим жидким пленкам при нх кипении зависит от удельной тепловой нагрузки д. При 4000 Вт/м наблюдается поверхностное испарение жидкости перенос тепла от поверхности нагрева к свободной поверхности пленкн происходит за счет теплопроводности и, следовательно, зависит от толщины пленкн б. В этом случае при отекании плеики по вертикальным трубам имеем " [c.301]

Процесс кипения на пучке труб можно также уподобить кипению в вертикальных каналах особого профиля. При этом изменение по высоте пучка соответствует изменению паросодержания х, а процесс теплообмена можно представить как совокупность теплоотдачи при кипении на поверхности и конвективного испарения. Явление запаривания аналогично появлению сухой стенки в каналах. [c.47]

Изложенные в разделе 11.4 представления позволяют указать общие принципы интенсификации процесса теплообмена в стекающей пленке. К ним относятся (в зоне испарения) работа в турбулентном режиме и увеличение плотности орошения использование гладких поверхностей увеличение шага по высоте трубного пучка применение наклонных труб в вертикальных аппаратах и др. В зоне кипения теплоотдача может быть увеличена путем уменьшения Г, увеличения шероховатости поверхности, оребрения труб мелкими и частыми ребрами и, конечно, увеличения плотности теплового потока. Вместе с тем количественные характеристики процесса и рекомендации по его интенсификации применительно к оросительным испарителям могут быть установлены на основании экспериментальных исследований с хладагентами в соответствующих условиях. Эти вопросы изложены в главе V. [c.58]

В зонах испарения и переходной с увеличением относительного шага трубного пучка теплоотдача возрастает (рис. V-3, линии 1—3) из-за роста кинетической энергии потока, набегающего на трубу и турбулизирующего пленку. В зоне развитого кипения шаг трубного пучка практически не влияет на теплоотдачу (линия 4). [c.126]

В диапазоне изменения режимных параметров, характерном для работы испарителей холодильных машин, коэффициент теплоотдачи к пленке в 2—5 раз больше, чем при кипении в большом объеме. Интенсификация теплообмена в зоне испарения обусловлена значительной скоростью течения жидкости, турбулизацией потока при ударе его о трубу и волнообразованием на поверхности пленки. [c.127]

Плотность теплового потока оказывает решающее действие на распределение локальных коэффициентов теплоотдачи а по периметру трубы. В режиме испарения максимальные значения л приходятся на верхнюю часть трубы, на которую падает струя с выше-расположенной части пучка. В режиме кипения значения а , распределяются по периметру практически равномерно. [c.128]

Результаты экспериментов с пучком труб показали, что в зоне испарения, когда парообразование идет на наружной поверхности пленки и вспенивание отсутствует, теплоотдача от ряда к ряду практически не изменяется. В зоне кипения она увеличивается от ряда к ряду сверху вниз (рис. У-5). Влияние рядности в этом случае можно объяснить образованием устойчивой мелкодисперсной пены, благодаря которой трубы орошаются не сплошным потоком жидкости, а пенным раствором. Количество паровых пузырей в нем увеличивается при перемещении с верхних труб на нижние, и ко- [c.130]

Если ЖИДКОСТЬ в подъемных трубах нагрета до кипения, то, в результате испарения части жидкости, в этой трубе образуется парожидкостная смесь, удельный вес которой меньше, чем удельный вес самой жидкости. Таким образом, вес столба жидкости в опускной трубе больше, чем в подъемных трубах, вследствие чего происходит упорядоченное движение (циркуляция) кипящей жидкости по пути подъемные трубы —> паровое пространство -> опускная труба -> подъемные трубы и т. д. Циркуляция повышает коэффициент теплоотдачи со стороны кипящей жидкости и предохраняет поверхность труб от образования накипи. [c.345]

В. Г. Досовым установлено, что при 3000 4000 ккалЫ -ч кипение в стекающей пленке фреонов (в области низких температур кипения) носит неразвитый характер, т. е образование пара происходит в основном путем испарения с поверхности пленки. В этих случаях теплоотдача определяется главным образом гидродинамикой стекания пленки и в 2—3 раза выше, чем в большом объеме. При этом большое значение имеет величина объемного расхода жидкости в пленке в л /л -ч. По рекомендации [251, для фреоновых испарителей эта величина должна составлять 2,4 м 1м-ч. При больших расходах жидкость плохо удерживается на трубе. [c.278]

Естественная циркуляция возникает в замкнутой системе, состоящей из необогреваемой опускной (циркуляционной) трубы 1 (рис. 13-2) и обогреваемых подъемных (кипятильных) труб 2. Если жидкость в подъемных трубах нагрета до кипения, то в результате испарения части жидкости в этой трубе образуется парожидкостная смесь, плотность которой меньше плотности самой жидкости. Таким образом, вес столба жидкости в опускной трубе больше, чем в подъемных трубах, вследствие чего происходит упорядоченное движение (циркуляция) кипящей жидкости по пути подъемные трубы—> паровое пространство- опускная трубам подъемные трубы и т. д. При циркуляции повышается коэффициент теплоотдачи со стороны кипящей жидкости и предохраняется поверхность труб от образования накипи. [c.471]

На рис. 14-26, и 14-27 приведены данные по испарению при принудительной циркуляции внутри горизонтальных труб. При высоком паросодержании в выходящем потоке коэффициенты теплоотдачи снижаются в результате обволакивания паром сухих стенок. Данные для коротких вертикальных труб (см. рис. 14-29) указывают на то, что на теплопередачу влияют не только факторы, рассмотренные при пузырчатом кипении на затопленных поверхностях, но также и общий массовый расход пара и весовое паросодержание. При больших расходах и высоких паросодержаниях значение пузырчатого кипения ослабевает, в результате чего становятся применимыми законы потока двухфазной омеси газ-жидкость. [c.548]

Большое влияние па коэффициент теплоотдачи при кипении жндкости внутри труб оказывает удельный тепловой поток q в ккал м ч п скорость движения жидкости и в кг м ч, от которой зависит соотношение между экономайзерньш и испарительным участками. Для определения коэффициента теплоотдачи от внутренней поверхности труб к кипящему сжиженному газу применяется уравнение, полученное в результате опытного изучения теплоотдачи при испарении в трубах холодильных агентов [34]. [c.76]

Весьма перспективно для химической технологии теплообмен ное устройство, называемое теплопроводом. Оно пред ставляет собой полностью закрытую металлическую трубу с лю быми профилями сечения, футерованную каким-либо пористо капиллярным материалом (фитилем), например, шерстяной тканью, стекловолокном, сетками, пористыми металлами, полимерами, керамикой и т. п. В полость трубы подается теплоноситель в количестве, достаточном для полной пропитки фитиля. Температура кипения теплоносителя должна обеспечивать отвод тепла (путем испарения) из охлаждаемого рабочего пространства химического реактора или другого аппарата интервал зон температуры — от какой угодно низкой до 2000 °С. В качестве теплоносителя используют металлы (Сз, К, На, Ы, РЬ, А и др.), высоко кипящие органические жидкости, расплавы солей, воду, аммиак, жидкий азот и др.). Предпочтительны жидкости с высокой скрытой теплотой испарения, большим поверхностным натяжением, низкими плотностью и вязкостью. Трубка одной своей частью располагается в зоне отвода тепла, а остальной частью — в зоне конденсации паров. Пары теплоносителя, образовавшиеся в первой зоне, конденсируются во второй зоне, а конденсат возвращается в первую зону под действием капиллярных сил фитиля. Благодаря большому количеству центров парообразования резко падает перегрев жидкости при ее кипении и значительно возрастает коэффициент теплоотдачи при испарении (в 5—10 раз). Особенностью теплопровода является очень высокая эффективная теплопроводность вдоль потока пара (на 3—4 порядка больше, чем у серебра, меди и алю.миния), что обусловлено низким температурным градиентом вдоль трубы. Мощность теплопровода определяется капиллярным давлением, компенсирующим потери напора парового и жидкостного потоков. [c.336]

В. Г. Букиным [15, 34] исследована теплоотдача при испарении и кипении хладагентов R12, R22 и R113 в пленке, стекающей по пучкам горизонтальных труб в диапазоне изменения q — --25 кBт/м Г = (0,1--2,4)-10- иЩм-с), = + 50 —40 °С, Ро=(1н-7) 10 Па. Опыты выполнялись на трубах № 1 из стали 1Х18Н9Т диаметром 18 X 0,3 мм, длиной 350 мм, с шероховатостью Яг = 1 мкм и № 2 из меди М3 диаметром 20 X 2 мм, длиной 350 мм с шероховатостью = 1 мкм. Из труб компоновались горизонтальные пучки с числом труб по горизонтали 1—3 и по вертикали 6—22 и с относительным шагом S/d = 1,1 1,3 1,5 2,2. Как показали измерения, температура орошающей жидкости по высоте испарителя практически не изменялась. [c.126]

Влияние концентрации масла и пенообразования на среднюю теплоотдачу при испарении и кипении фреоно-масляных растворов в пленке, стекающей по пучку горизонтальных труб, можно учитывать с помощью соотношения [c.131]

Букин В. Г Исследование теплоотдачи при испарении и кипении фреонов и фреоно-масляных смесей в пленке, стекающей по пучкам горизонтальных труб. Автореферат дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук.— Л. ЛТИХП, 1977,— 20 с. [c.214]

Вертикальные трубы. Испарение воды внутри вертикальной медной трубы (диам. 19,3 мм и высотой 3,66 м), окруженной рубашкой с конденсирующимся водяным паром, при температурах кипения от 100 до 60° изучали Боартс и другие[13]. При помощи передвижной термопары и термопар, установленных в стенке трубы, были получены кривые распределения температур, показанные на рис. 14-28. Распределение температур в жидкости показывает, что для того, чтобы началось заметное испарение при экспериментах с высокими скоростями, требуется вся длина трубы. Для трех самых малых скоростей по мере снижения давления и температуры насыщения вблизи выхода из трубы происходит интенсивное испарение и снижение температуры жидкости. При более низких расходах жидкости действительный коэффициент теплоотдачи на участке кипения, основанный на средней At, в среднем в 2,4 раза больше расчетного для нагрева жидкости принудительной конвекцией без изменения фаз. [c.538]

Коэффициенты теплоотдачи при кипенни и испарении существенно зависят от вида поверхности и структуры двухг1)азного потока, а также и от других факторов, влияющих на конвективный теплообмен. Скорость потока н его структура в большой степени определяются конструкцией аппарата и расположением патрубков. Кроме того, тепловой поток с поверхности не может превышать определенных значепий при приемлемых разностях температур поверхности и 1ас1) щения. Любая попытка превысить эти максимальные значения за счет увеличения температуры поверхиости приведет к частичному или полному образованию на поверхности паровой пленки и резкому снижению теплового потока. Коэффициенты теплоотдачи, приведенные в таблице, применимы только для очень приближенных оценок в случае использования прямых труб или труб с невысокими ребрами без специального увеличения числа центров парообразования. АТ н, max равно максимально допустимому перепаду температур поверхности и насыщения. В таблице не учитываются различия между тинами парогенераторов. [c.14]

Выпаривание химически агрессивных растворов при высокой температуре их кипения не допускает использования ВА, в которых развитая теплопередающая поверхность выполнена из высокотеплопроводной конструкционной стали. В таких условиях применяется сосуд простой конфигурации (рис. 4.12) со стойкой защитой внутренней поверхности (например, за счет ее эмалирования), а теплота, необходимая для испарения растворителя, подводится с горячими газами непосредственно в массу кипящего раствора. Если раствор по своим химическим свойствам допускает контакт с продуктами сгорания органических топлив, используются ВА с беспламенными газовыми горелками, погруженными непосредственно в кипящий раствор. Продукты сгорания газообразного (реже жидкого) топлива выходят из отверстий барботажной трубы 3, интенсивно перемешивают кипящий раствор и тем самым обеспечивают хорошую теплоотдачу от топочных газов к раствору. Интенсивное испарение раствора с развитой поверхности многочисленных пузырь- [c.336]

Уменьшение коэффициента теплоотдачи с ростом удельной тепловой нагрузки, обнаруженное в работе [25], связано с тем, что в области малых значений q имело место поверхностное испарение. При этом с ростом удельной тепловой нагрузки возрастает градиент температуры в пленке, что приводит к уменьшению а. Уменьшение а с ростом q, имевшее место в работе [94 ], обусловлено, вероятнее всего, тем, что вследствие малой высоты трубы (всего 230 мм) процесс пузырькового кипения не успевал сформироваться и парооб- [c.231]

Благодаря слиянию образующихся на ребрах отдельных пузырей при Sp, соизмеримых с их диаметром Do, размеры поверхности раздела фаз существенно возрастают, и испарение происходит при температурном напоре, меньшем, чем в случае испарения отдельного пузыря на гладкой трубе. Поэтому при уменьшении до определенного предела Sp и увеличении hp теплоотдача на оребренной трубе при 0 = onst возрастает. Однако с уменьшением Sp уменьшается предельная величина <7зап. соответствующая началу ухудшения теплоотдачи из-за плохого удаления паровой фазы из меж-реберного пространства и возможности образования сухой стенки— запаривания. С ростом температуры кипения <7зап также уменьшается. [c.81]

Уравнения (V-6) — (V-9) с погрешностью (15— 20) % описывают экспериментальные данные [15, 155] о теплоотдаче R12, R22, R113 и R11 при испарении и кипении в пленке, стекающей по горизонтальным трубам. [c.128]

В опытах с КПЗ [15] при атмосферном давлении и т = = О - -5 м/с было установлено, что при д = 1ч-16 кВт/м и Г — = (1,2 - 2,4) 10 м /(м-с) максимальное влияние скорости пара проявляется в режиме испарения, при этом рост (при наличии скорости пара) наблюдается в основном в нижней части трубы. В этом случае отношение средних для трубы коэффициентов теплоотдачи ц, при оу" = 3 4-5 м/с и о (при 1И)" = 0) составляет 1,2— 1,4. В области неразвитого кипения влияние w" уменьшается, а в области развитого aJao 1,1. В такой же слабой степени сказывается увеличение ни" на среднем значении коэффициента теплоотдачи пучка, где скорость пара изменяется от О в нижних рядах и до максимального значения в верхних. [c.133]

Влияние удельного теплового потока. При анализе влияния удельного теплового потока на коэффициент теплоотдачи при кипении в пленке следует различать два случая парообразования испарение с поверхности пленки без образования пузырей и пузырьковое кипение с интенсивным парообразованием. В результате экспериментов установлено, что в области поверхностного испарения а не зависит от удельного теплового потока. В этой области идет усиленное испарение со свободной поверхности жидкости, увеличивается перегрев в слое без глубокой турбулизации его (Г = onst), повышается температура стенки, и а сохраняет постоянное значение, что отмечено целым рядом исследователей как для течения по вертикальным [22, 55, 144, 205, 217], так и по горизонтальным трубам [20, 172]. Постоянство а в данной области видно из кривых 1, 2, 3, 6 и 8 (рис. 30). На рисунке представлены результаты некоторых исследований теплоотдачи в кипящей пленке. При небольших тепловых нагрузках q, когда наблюдается спокойное испарение без пузырей, а не зависит от q. [c.118]

Некоторое представление о влиянии длины трубы может дать график (рир. 34), построенный по опытным данным для фреона-11 [208] при кипении в стекающей пленке. С увеличением длины трубы уменьшается степень влияния длины входного участка на теплоотдачу и коэффициент теплоотдачи по длине выравнивается. Однако здесь необходимы дополнительные исследования. С увеличением длины трубы возрастает также длина переходной зоны с постоянным значением коэффициента теплоотдачи. С уменьшением L ширина зоны поверхностного испарения между кривыми Гкр1 и Гкр2, ограничивающими переход от ламинарного режима испарения к псевдоламинарному и от последнего к пузырьковому кипению, уменьшается (рис. 34, б). Здесь же представлены графики изменения коэффициента теплоотдачи от длины трубы по данным Г. Струве [208] при неразвитом кипении. [c.125]

В случае, когда в теплообменник входит парожидкостная смесь с высоким содержанием жидкости (например, в случае отвода из испарителя маслофреоновой смеси для обеспечения возврата масла), в первой зоне теплообменника будет происходить испарение жидкости на поверхности пучка труб. Коэ ициент теплоотдачи а для этой зоны в порядке первого приближения может быть наццен по уравнениям для кипения в трубах с подстановкой вместо эквивалентного диаметра живого сечения. [c.224]

При кипении тонкого слоя жидкости в трубе, толщина которого меньшеотрывного диаметра пузырька Do, паровой пузырек может соединиться с паровым пространством ранее, чем достигнет отрывного диаметра (рис. 35), что увеличивает частоту зарождения и отрыва пузырьков. Увеличение частоты отрыва пузырьков пара и уменьшение ламинарного подслоя в результате снижения толщины кольцевой пленки жидкости при кипении в трубе, а также испарение со свободной поверхности пленки увеличивают интенсивность теплоотдачи. [c.307]

Локальные коэффициенты теплоотдачи п локальные градиенты давления при испарении воды, текущей вверх по вертикальной медной трубе диам. I" и высотой 6,1 м, были измерены Денглером [31]. Вокруг трубы вплотную друг к другу было расположено пять паровых рубашек в стенке трубы была заделана 21 термопара. Локальные перепады давления, температуры и давления насыщения определялись с помощью системы манометров, которые были соединены с отверстиями для измерения давления, расположенными между рубашками. Жидкость предварительно подогревалась и вводилась в рабочую часть при температуре кипения. Общий массовый расход изменялся от ПО до 2500 кг/час, что соответствовало скоростям на входе от [c.539]