Теплоотдача жидких металлов

Рис. П3.13. Коэффициент теплоотдачи для жидких металлов, движущихся по трубам круглого сечення [на основе уравнения (3.28)].

В табл. 55 дана сравнительная характеристика жидких металлов, воды, дифенильной смеси и расплава солей. Весьма эффективным теплоносителем с точки зрения значений коэффициента теплоотдачи, температуры плавления и кипения, удельной теплоемкости, а также стоимости перекачки является натрий. Недостатком натрия является высокая активность по отношению к кислороду. Он является очень опасным горючим и взрывчатым веществом. [c.329]

Теплоотдача жидких металлов и сплавов [c.59]

Поэтому в тех случаях, когда необходимо отводить большое количество тепла (например, в атомных реакторах) применение металлических теплоносителей нашло большое распространение, что вызвало значительное число исследований по теплоотдаче жидких металлов. [c.368]

Экспериментальные исследования теплоотдачи жидких металлов проведены многими советскими и зарубежными исследователями. [c.244]

На рис. 11-2, взятом из [Л. 172], приведены некоторые экспериментальные данные по теплоотдаче жидких металлов в длинных трубах. [c.244]

При исследовании газовых смесей следует особо остановиться на вопросе выбора формулы для расчета коэффициента теплоотдачи. Применяемые обычно критериальные зависимости вида Ыи(Ке", Рг" ) при постоянном показателе т справедливы лишь для ограниченного диапазона Рг. В [54] указывается, что в зависимости от рассматриваемого диапазона Рг показатель степени т изменяется от т=0,8 (жидкие металлы) до т=0,33, что характерно для жидкостей с высокими значениями Рг (масла). Экспериментальные данные [58] и теоретические расчеты показывают, что для бинарных смесей, одним из компонентов которых является водород или гелий, другим — тяжелый газ, Рг может иметь значение, равное 0,3. На рис. 7.4 представлена зависимость Рг от мольной доли легкого компонента Хх для ряда смесей. Рисунок показывает, что с увеличением ( — легкий компонент) [c.113]

Рг уменьшается и достигает значения 0,2 для смеси Хе- -Не состава Х1=ь 0,6. При таких Рг перестают действовать известные формулы для определения коэффициентов теплоотдачи, справедливые для газов и ограниченные значениями Рг 0,5, или формулы для жидких металлов при Рг 0,05. Газовые смеси, для которых Л1//Л1(>10, занимают промежуточную область между жидкими металлами и чистыми газами. Эта область по теплообмену экспериментально не исследована, существующие работы, например [65], носят теоретический характер. Ввиду отсутствия надежных данных для расчета теплоотдачи газовых смесей с M M > й использовалась формула из [65], где получено, что показатель т при Рг является функцией абсолютного значения Рг [c.113]

Как правило, для расчетов выбирают форму корреляционной зависимости с числом Грасгофа. Однако, как будет показано, теплоотдача к жидкостям, исключая жидкие металлы, хорошо описывается с помощью (7). [c.275]

Эти формулы верны для нагрева и охлаждения трубы при условии, что концентрация примеси (кислород, азот и т. д.) в жидком металле меньше, чем предел растворимости окиси при рабочей температуре. Если это неверно, коэффициент теплоотдачи сильно уменьшается вследствие увеличения сопротивления теплопереносу на границе стенка — жидкость. Минимальное значение числа Нуссельта при нагревании жидкого металла, загрязненного примесями, можно найти в [1] [c.337]

Теплоотдача к жидким металлам. Соотношения, описывающие теплоотдачу к жидким металлам, несколько отличаются от рассмотренных в предыдущем разделе соотношений для обычных теплоносителей. Это различие обусловлено [c.63]

Вследствие отмеченного при использовании в качестве теплоносителя жидких металлов необходимая мощность перемешивания достигается легко при естественном перемешивании за счет правильного размещения нагревателей, тогда как шлаковые и соляные ванны при естественном перемешивании, обеспечиваемом за счет размещения нагревателей, не позволяют достигать высоких мощностей перемешивания. Последнее наряду с низкой теплопроводностью и определяет для солей и шлаков меньшие значения коэффициентов теплоотдачи, чем для металлов. По принципу естественного перемешивания чаще всего конструируются ванные печи для термической обработки. В этих печах нагреватели располагаются в нижней части ванны. [c.132]

Соотношение (3.28) справедливо только в том случае, если жидкий металл смачивает поверхность, так что пе существует поверхностной пленки, действующей как тепловой барьер. С щелочными металлами обычно не возникает никаких затруднений, так как они очень хорошо смачивают поверхность конструкционных металлов и сплавов но свинец, висмут и ртуть очень плохо смачивают поверхности низколегированных сплавов и нержавеющей стали. При плохой смачиваемости поверхности коэффициент теплоотдачи может уменьшиться в 10 раз. Чтобы устранить этот недостаток, в ртуть, например, добавляют небольшое количество магния. Добавление магния в слишком большом количестве может вызвать коррозию и ухудшить массообмен. [c.64]

Жидкие металлы характеризуются исключительно высокими коэффициентами теплоотдачи, что позволяет использовать очень компактные теплообменники. Характеристики некоторых разработанных теплообменников на жидких металлах представлены в табл. 14.1 в сравнении с характеристиками более [c.267]

Пример 14.2. Конструктивные расчеты. В табл. 14.3 представлены основные габаритные размеры, а также расчетные характеристики одного из опытных образцов подобного рода теплообменников. При расчетах задавались температурами воздуха на входе и выходе, расходом воздуха, температурой NaK на выходе. Температуру NaK на входе и расход жидкого металла находили в результате расчета. Поскольку определяющим является термическое сопротивление со стороны воздуха, в первом приближении падением температуры в стенке и термическим сопротивлением со стороны NaK можно пренебречь. Таким образом, расчет начинается с определения массовой скорости воздуха и коэффициента теплоотдачи с воздушной стороны, при этом в расчетах используется значение скорости воздуха в загроможденном трубами сечении. Физические свойства брались при средней температуре стенки в трубном пучке, а не при средней температуре воздуха [см. соотношение (3.24)1. При этом величина коэффициента теплоотдачи получается завышенной, поскольку средняя скорость воздуха относительно ребер несколько ниже скорости в загроможденном трубами сечении. С другой стороны, сами трубы обусловливают некоторую дополнительную турбулентность потока, что ведет к росту коэффициента теплоотдачи. Поскольку между ребрами с шагом 51 мм в направлении потока имелись свободные промежутки, то в расчетную величину коэф- фициента теплоотдачи вводили соответствующую поправку согласно рис. П3.8, [c.282]

Нагревание ртутью и жидкими металлами. Для нагрева до температур 400—800 С и выше в качестве высокотемпературных теплоносителей могут быть эффективно использованы ртуть, а также натрий, калий, свинец и другие легкоплавкие металлы и их сплавы. Эти теплоносители отличаются больщой плотностью, термической стойкостью, хорошей теплопроводностью и высокими коэффициентами теплоотдачи. Однако жидкие металлы и их сплавы характеризуются очень малыми значениями критерия Прандтля (Рг =s 0,07). В связи с этим коэффициенты теплоотдачи от жидких металлов следует рассчитывать по специальным формулам . [c.320]

Конвективная теплоотдача при жидком теплоносителе в принципе подчиняется тем же закономерностям, которые были рассмотрены выше применительно к газообразному теплоносителю, поскольку закономерности при течении как обычных жидкостей, так и жидких металлов совпадают. [c.367]

Рекомендации по расчету теплоотдачи прн пузырьковом кипении криогенных жидкостей (азот, кислород, водород и др.) приведены в [61], гелия —в 3.4, жидких металлов — в [98]. [c.181]

Использовались только металлические блоки. Пространство, которое заполнялось образцом в блоке, имело шарообразную форму. Придание образцу формы шара делалось с целью упрощения расчетов при определении коэффициентов температуропроводности. Температура поверхности образца предполагается равной температуре блока, что означает отсутствие контактного сопротивления между образцом и блоком, т. е. когда коэффициент теплоотдачи а равен бесконечности. Это возможно в том случае, когда в качестве металлического блока применяется жидкий металл. В случае обычного металлического блока коэффициент а будет большим и не будет оказывать заметного влияния на значение темпера- [c.202]

Для определения коэффициента теплоотдачи в жидких металлах Лион предложил следующее уравнение, справедливое при течении внутри труб и значениях критерия Ре>100 [c.218]

Как следует из табл. 9, из-за высокой теплопроводности жидких металлов они характеризуются весьма низким значением критерия Прандтля, что сказывается на гидродинамике и влияет, следовательно, на коэффициент теплоотдачи конвекцией. Это следует из формулы (219), поскольку Ре = Ре-Рг. Что касается точности формулы Мартинелли—Лайона (уравнение (219) для расчета теплоотдачи жидких металлов, то по этому во нросу имеются противоречивые сведения. С одной стороны, имеются данные [222, 223, 226], указывающие на то, что при использовании формулы (219) результаты оказываются завышенными на 20—40%. Предлагается даже исправленная формула, специально предназначенная для описания теплообмена жидких металлов [c.368]

Формулы (9-15) и (9-15а) справедливы для случая турбулентного течения расилавленного металла в трубах с чистыми стенками. В случае, когда имеется возможность скопления иа поверхност и нагрева окислов металла, авторы рекомендуют следующую приб.тиженную формулу, полученную ими на основе опытов по теплоотдаче жидких металлов при течении их в окислеиггых (вороненых) стальных трубах без соответствующей защиты от окисления при помощи инертных газов [c.143]

Б отдельных случаях числа Нуссельта или Стентона можно связать только с числом Пекле. Так, теплоотдача при ламинарном течении жидкого металла к плоской пластине описывается соотношением Nu=0,565Pe (15) [c.20]

Некоторые метоты, используемые для расчета теплоотдачи при конденсации обычных паров, не применимы в случае паров жидких металлов. Поэтому в п. О обсуждаются особые эффекты, возникающие в жидких металлах. [c.340]

F. Некоторые особенности, характерные для жидких металлов. Резкое отличие свойств жидких металлов от свойств обычных жидкостей может привести к усилению особых э([к )ектов, не рассмотренных до сих пор. Например, коэффициент теплопроводности у жидких металлов намного выше, чем у обычных жидкостей, а следовательно, коэффициенты теплоотдачи намного больше. Это приводит к тому, чта другие составляющие термического сопротивления, которые обычно пренебрежимо малы, могут быть сущест- [c.349]

Чаще всего самый маленький коэффициент теплоотдачи реализуется на инутренней стороне трубы, но использование развитой поверхности пропагандируется в совсем других ситуациях (например, при охлаждении жидким металлом, текущим через трубы). Другое 11риме-нение оребренных труб дано в конструкции высокоэффективных с мелкими слоями теплообменников для регенерации теплоты отработавших газов [20]. В этом последнем примере области между ребрами ведут себя как раздельные разбавленные слои и пузыри сохраняют неизменный размер из-за близости расположения ребер, которое может составлять 3—5 мм, или в 15—20 раз превышать диаметр частиц. В таких объемах расширение слоя может достигать 400 ( нрн все еще высоких коэффициентах теплоотдачи от слоя к стенке вследствие очень коротких вре.мен пребывания частиц у теплоотдающей поверхности. Отнесенные к площади внешней поверхности трубы коэффициенты теплоотдачи равны примерно 4 кВт/(м -К). Из-за того что частицы в слое имеют очень большую площадь поверхности, через которую передают теплоту газу, может быть достигнута очень хорошая регенерация теплоты от газа необходимо только использовать мелкие слои. Таки.м образом, эти конструкции могут действовать без повышения гютерь давления, т. е. без недостатка, присущего системам с более глубоким погружением в слой. Обычно такая установка может действовать при полных потерях давления около 50 мм по водяному манометру при использовании вдува от вытяжных вентиляторов для обеспечения течения горячего ожижающего газа через слой. Максимальные коэффициенты теплоотдачи, отнесенные к полной площади, выражаются зависимостью, предложенной в [21], [c.450]

Коэффициент теплоотдачи к жидким металлам, протекающим по круглым трубам, связан с основными параметрами, влияющими на его величину, с помощью следую1цего соотношения [c.63]

Один из путей создания исключительно компактного теплообменника типа жидкость — жидкость — реализация максимально развитой теплообменной поверхности на кубический метр объема теплообменника. Это подразумевает использование тесно рас- юложенных труб малого диаметра. На рис. 14.3 показано влияние диаметра труб на величину удельной мощности, достижимой при заданной разности температур. Преимущества труб малого диаметра и плотной набивки пучка проявляются с особой силой, если теплообменник предназначен для работы на жидких металлах П5 , поскольку благодаря их высокой теплопроводности коэффициенты теплоотдачи /юлучаются исключительно высокими, особенно в случае каналов с малым диаметром. В связи с этим возникает вопрос выбора оптимального диаметра труб. Опыт эксплуатации показывает, что для большинства обычных теплообменников нецелесообразно использовать трубы диаметром менее 12,7 мм из-за опасности заноса труб и их закупорки. Однако система с жидким щелочным металлом может поддерживаться столь чистой, что вопрос о возможных отложениях на стенках ие будет представлять какой-либо проблемы. [c.272]

Исследования показали, что при указанных выше условиях теплоотдача конвекцией от жидкого металла к гарниссажу существенно превосходит теплопередачу теплопроводностью и при расчетах последней можно пренебречь и что интенсивная вынужденная конвекция при скорости движения металла в лунке 1 — 1,5 м1сек достаточна для хорошего усреднения температуры жидкого металла при перегревах зеркала ванны над температурой плавления на 200—300° С колебания средней температуры жидкого металла не превышают 30—50° С. [c.199]

Если жидким теплоносителем является расплавленный металл, то в суммарном переносе тепла существенную роль играет электронная проводимость металла [234]. Поэтому эффект теплоотдачи конвекцией, достигаемый в результате турбулизации потока, при использовании в качестве теплоносителя жидких металлов значительно меньше, чем при газообразном тепл0Н0 -сителе. [c.367]

Л. А. Вулис и Б. П. У с т и м е н к о. К расчету теплоотдачи к жидким металлам, Изв. АН КазССР, Серия энергетическая, Вып. 2 (14), 1959. [c.570]

Крофте и Гамбле [29] изучали теплоотдачу к кипящей воде в парогенераторе, обогреваемом жидким металлом. Греющей средой в парогенераторе являлась эф-тектическая смесь 1МаК (22% Ыа и 78% К), движущаяся в кольцевом зазоре. В работе определялись только общие коэффициенты теплопередачи для всей трубы, но авторы попытались также установить средние значения коэффициента теплоотдачи к жидкости. Теплообменная труба была изготовлена из нержавеющей стали марки 18-8 наружным диаметром 25,4 мм и внутренним 22 мм. наружный диаметр внешней трубы 38 мм, а внутренний [c.55]

Температура воды,подсчитанная по показаниям этих термопар, отличалась от температуры насыщения, определенной по давлению в трубе, не более чем на 3° С. Питательная вода до поступления в парогенератор подогревалась до температуры насыщения в жидкометаллическом подогревателе. Средний для всей трубы коэффициент теплоотдачи к воде устанавливался из полного коэффициента теплопередачи по значениям коэффициента теплоотдачи к жидкому металлу, сопротивления стенки трубы и сопротивления оксидной пленки, определенного из специальных опытов. Определенные таким образом коэффициенты теплоотдачи изменялись от 1,82- 10 до 9,38- 10 ккал/м - час С. Авторы работы установили локальные коэффициенты теплоотдачи для выходного сечения по предложенному Муммом [77] уравнению (10) и сравнили их со средними значениями коэффициента теплоотдачи, подсчитанными по описанному выще методу. Совпадение расчетных данных с экспериментальными получилось неудовлетворительным. Среднеквадратичное отклонение экспериментальных данных от принятой зависимости составляло 41%, а разброс точек находился в пределах от -Ь 152 до — 64%. В опытах па--росодержания непосредственно не измерялись и поэтому количество пара на выходе подсчитывалось из теплового баланса, что приводило к большим ошибкам. При подсчете паросодержания смеси на выходе из экспериментального участка по тепловому балансу конденсатора разброс данных в среднем достигал 22%. Так как паросодержание и коэффициент теплоотдачи определялись довольно приближенно, никаких выводов из данной работы сделать нельзя. [c.56]

Пример 12. В овязи с тем, что для расчета ко(НЕекти1В1ной теплоотдачи в случае жидких металлов и солей рекомендуется формула (3-4), проводится расчет конвективной теплоотдачи к свинцу по этой фо(рмуле для тех же условий, что и и примере 11. [c.52]

Интенсификация теплоотдачи при пленочной К. может достигаться профилированием ее пов-сти (напр., применением т. наз. мелковолнистой пов-сти), к-рое способствует уменьшению средней толщины пленки конденсата, созданием на пов-сти искусств, шероховатости, приводящей к турбулизации пленки, воздействием на нее при диэлектрич. жидкой фазе (напр., при К. хладонов) электростатич. полем, отсосом конденсата через пористую пов-сть и др. При конденсации паров жидких металлов теплопроводность жидкой фазы весьма высока. Поэтому доля термич. сопротивления пленки конденсата в суммарном сопротивлении передаче тепла незначительна, и определяющим оказывается межфазное термич, сопротивление, обусловленное мо-лекулярно-кинетич. эффектами на границе раздела фаз. Иногда пленочная К. на пов-сти сопровождается гомог, К. в прилегающем к пов-сти раздела фаз слое пара. Если об- [c.450]