Кризисы теплоотдачи при кипении в трубах

Особенности кризисов теплоотдачи в трубах. В тех случаях кипения, когда жидкость омывает внутреннюю поверхность трубы, интенсивность теплоотдачи высокая и температура стенки незначительно отличается от температуры насыщения. При определенных условиях контакт жидкости со стенкой может прекратиться и стенка будет омываться паром. Так как теплопроводность пара много меньше теплопроводности жидкости, то интенсивность отвода теплоты от стенки при этом резко снизится, что при сохранении тепловой нагрузки приведет к увеличению ее температуры. Рост температуры стенки может быть настолько высоким, что произойдет разрушение (пережог) ее материала. Описанное явление, наблюдающееся при кипении в трубах, принято называть кризисом теплоотдачи (или кризисом теплообмена). [c.356]

В случае кипения в большом объеме момент наступления кризиса теплоотдачи при увеличении тепловой нагрузки выяснить просто. Для этого достаточно вычислить значение д р], которое для данной жидкости зависит только от давления. При этом кризис теплоотдачи однозначно связан с изменением механизма парообразования вблизи поверхности нагрева (кризисом кипения), т.е. переходом от пузырькового режима к пленочному. Изменение механизма парообразования является причиной кризиса теплоотдачи и при кипении в трубах, однако здесь (помимо давления) его наступление зависит еще от таких факторов, как структура и паросодержание потока в данном сечении трубы, массовая скорость, диаметр трубы и др. Поэтому универсальную формулу для расчета кризиса теплоотдачи в трубах получить затруднительно, и условия его наступления наиболее надежно можно выяснить с помощью экспериментально полученных данных, которые обычно сводятся в таблицы. [c.356]

Рекомендации по расчету кризиса теплоотдачи при кипении воды в равномерно обогреваемых круглых трубах. Научный совет АН СССР по комплексной проблеме Теплофизика , секция тепломассообмена.— М. Изд-во АН СССР, 1975.—23 с. [c.220]

Однако следует иметь в виду, что так же, как и в случае большого объема, при кипении в трубах наблюдаются кризисы теплоотдачи, приводящие к резкому снижению а. Интенсивность теплоотдачи и возникновение кризисов кипения связаны со структурой двухфазного потока и его скоростью. Двухфазные потоки характеризуются параметрами, определения которых приводятся ниже. [c.348]

Кризисы теплоотдачи при кипении в трубах [c.356]

Знание условий, при которых наступает кризис теплоотдачи, необходимо для обеспечения надежной эксплуатации парогенерирующих труб и каналов в тепловой и ядерной энергетике. Если превысить допустимую тепловую нагрузку, то ядерный реактор либо придет в аварийное состояние, либо (в благоприятном случае) резко уменьшится срок службы его тепловыделяющих элементов. Аварийное состояние из-за кризисов теплоотдачи может наступить и при кипении воды в трубах, расположенных в топке парового котла, особенно при большом выделении теплоты, которое имеет место, например, при сжигании мазута. [c.356]

Основные механизмы кризиса теплоотдачи. Значения параметров, при которых наблюдается кризис теплоотдачи при кипении жидкости в трубе, можно зафиксировать в следующем опыте. [c.357]

Рис. 13.12. Влияние паросодержания на кризисы теплоотдачи при кипении в трубе

Кризисы теплоотдачи при кипении в трубе связаны с двумя основными термогидродинамическими ситуациями 1) кризис оттеснения, аналогичный по механизму кризису в большом объеме жидкости (этот тип кризиса харак-терен для кипения в потоке жидкости со среднемассовой температурой ниже температуры насыщения при давлении в данном поперечном сечении трубы) 2) кризис разрушения, или высыхания, пристенной жидкой пленки, характерный для больших объемных паросодержаний потока. По предложению [c.214]

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]

При рассмотрении кризиса теплообмена первого рода нас прежде всего интересуют значения удельных тепловых потоков, при которых происходит переход пузырькового кипения жидкости в пленочное, сопровождаемый резким уменьшением коэффициента теплоотдачи. Накопленный к настоящему времени большой экспериментальный материал позволяет установить влияние режимных, геометрических и других факторов па значения 9кр в трубах, охлаждаемых водой и пароводяной смесью. [c.95]

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]

Известно, что пр(и поверхностном а развитом кипении жидкости коэффициент теплоотдачи не зависит от диаметра трубы. Высказывались мнения, что диаметр трубы яе влияет также и на критические тепловые потоки [Л. 87]. Однако уже первые результаты исследований кризиса теплообмена в трубах [Л. 29, 57] позвол1или убедиться, что критические тепловые потоки получаются более высокими в трубах малого диаметра. [c.110]

Рекомендации по расчету кризиса теплоотдачи при кипении воды в равномернообогреваемых круглых трубах. М., 1980/ Препринт/ АН СССР. Институт высоких температур. № 1—57. [c.358]

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]

Экспериментальное изучение кипения жидкости на проволочках и внешней поверхности труб, помещенных в большой объем, позволило визуально наблюдать процесс образования, а также движения паровых пузырей после отрыва их от поверхности нагрева. Было отмечено, что с увеличением кшфм ч град) удельного теплового потока ц частота образования пузырей и число центров их возникновения возрастают. При некотором значении <7 в результате взаимодействия соседних пузырей доступ жидкости к поверхности нагрева внезапно прекращается, у стенки образуется сплошной поток пара и теплоотдача снижается в десятки и даже сотни раз. Соответственно скачком возрастает температура стенки. Это явление принято называть кризисом теплообмена при кипении. Оно является следствием перехода ядерно го кипения жидкости в кипение пленочное. [c.7]

Все опубликованные в литературе экспериментальные материалы, относящиеся к измерению критических тепловых потоков в каналах с неравномерным тепловыделением, получены на трубах с непосредственным пропусканием по ним электрического тока. Нужный закон распределения д достигался соответствующим изменением толщины стенки. Такая методика эксперимента накладывает определенную о собенность на получаемые результаты. Некоторые исследователи [Л. 112, 141, 142], например, обратили внимание на то, что в случае, когда распределение удельного теплового потока характеризуется снижением д к выходному концу трубы (и, следовательно, утолщением стенки в том же направлении), зона кризиса самопроизвольно расширяется в направлении против потока теплоносителя. Это явление несомненно обусловлено спецификой методики эксперимента и его нетрудно объяснить, если вспомнить особенности кризиса теплообмена первого рода при околокритических давлениях. Рассматривая это явление (см. 5-6), мы тогда отмечали, что при / >200 кгс/см , когда <7кр не очень значительны, а коэффициенты теплоотдачи при пленочном кипении не очень малы, допустимо поддерживать длительное время на экспериментальном участке удельный тепловой поток д = дщ,. При этом вследствие теплопроводности материала трубы место возникновения кризиса теплообмена в течение нескольких секунд перемещается на значительное расстояние в направлении против потока рабочей среды. В рассматриваемом нами случае неравномерного тепловыделения, когда толщина стенки в концевых участках трубы довольно значительна (10 мм и более), процесс возрастания температуры стенки в момент возникновения кризиса у выходного конца экспериментальной трубы задерживается во времени. При этом пленочный режим кипения успевает распространиться на некоторое расстояние от конца экспериментальной трубы. Этому явлению способствует тот факт, что удельный тепловой поток возрастает от конца к середине трубы. [c.139]