Парообразование, центры

Увеличение пузырьков пара перед отрывом, а также подъем их в жидкости приводит в движение определенные столбики жидкости, которые вызывают циркуляцию и перемешивание жидкости во всем объеме и вдоль поверхности нагрева. Этим определяется в основном степень интенсивности передачи тепла от поверхности нагрева к жидкости. Поэтому при кипении в большом объеме жидкости, т, е. при естественной конвекции, коэффициент теплоотдачи а тем больше, чем больше частота образования пузырьков и чем больше количество центров парообразования на поверхности нагрева. Ввиду того, что частота отрыва пузырьков и количество центров парообразования зависят от разности температур поверхности теплообмена и жидкости, коэффициент теплоотдачи при кипении жидкости является функцией этой разности температур или теплового напряжения поверхности нагрева, [c.108]

Это вызывается тем, что с увеличением разности температур одновременно возрастает и количество центров парообразования в конце концов пузырьки пара сливаются и образуют на поверхности нагрева пленку. [c.110]

В связи с тем, что при длительной работе количество адсорбированного поверхностью воздуха уменьщается, уменьщается число действующих центров парообразования и процесс кипения становится стабильным. [c.127]

Исследовано влияние высокочастотного электромагнитного поля на кипение показано, что коэффициент теплоотдачи для бензола и этилового спирта в этом случае возрастает более чем в 2 раза. Предполагается, что это связано с увеличением центров парообразования [c.159]

Визуальные и кинематографические исследования действующих центров парообразования показали, что паровые пузырьки образуются преимущественно на узких и глубоких микровпадинах, характерный размер которых близок к радиусу пузырька, определяемого по уравнению (7.1) для перегревов, имеющих место в опытах. [c.214]

Отдельные попытки обобщения экспериментальных данных о числе действующих центров парообразования не учитывают, как правило, реальных свойств поверхности теплообмена. Кроме того, задача существенно усложняется вследствие сильной зависимости условий активации (т. е. начала действия) центров парообразования от таких трудно контролируемых в экспериментах параметров, как загрязнение поверхности теплообмена поверхностно активными веществами, локальное ухудшение смачиваемости и т. п. [100]. [c.215]

Более успешно развивается описание действия единичного центра парообразования в неоднородном поле температур вблизи поверхности теплообмена. [c.215]

Центр парообразования считается действующим, если на нем периодически возникают, растут и отрываются паровые пузырьки. Время от момента образования парового зародыша до момента отрыва пузырька от центра парообразования называют обычно временем его жизни. Время от момента отрыва предыдущего до зарождения последующего пузырька на одном и том же центре парообразования называется временем ожидания тож- [c.215]

Период действия центра парообразования складывается из времени ожидания и времени жизни пузырька. Единичный акт кипения представляет собой сугубо нестационарный процесс, для описания которого следует прежде всего определить условия зарождения парового пузырька на рассматриваемом центре парообразования. [c.215]

Если принять, что пузырьки критического радиуса получают возможность роста в том случае, когда они погружены в жидкость, температура которой не ниже температуры пара внутри пузырька, оказывается возможным предсказать разность между температурами стенки и насыщения, необходимую для начала действия рассматриваемого центра парообразования [132]. Если рассматривается процесс нестационарного прогрева жидкости в пристенном слое в течение периода ожидания, то принятое допущение [c.215]

Допущение об активации единичного центра парообразования позволяет определить необходимый для начала кипения перегрев стенки относительно температуры насыщения и в том случае, когда известно распределение температуры в пристенном слое жидкости н жидкости при ее организованном движении в каналах. Например, в турбулентных потоках (как это показано на рис. 7.2, б) условия, соответствующие началу пузырькового кипения, определяются температурой стенки 7н.к1 или Гн.кг, причем Гн.к1 отвечает более высокой скорости движения потока. [c.216]

Таблица I. Зависимость размера активного центра парообразования от состава смеси этанол — вода при кипении на поверхности с никелевым покрытием при р = 0,2 0,6 МПа [5

В первом из них предполагается, что испарение микрослоя не вызывает понижения температуры поверхности теплообмена, т. е. рассматривается высокая теплопроводность материала стенки, тогда как основное сопротивление теплообмену сосредоточено в микрослое жидкости. Во втором случае термическое сопротивление теплообмену определяется низкой теплопроводностью материала стенки, вследствие чего температура поверхности в области центра парообразования понижается при росте пузырька за счет испарения в него микрослоя жидкости. [c.218]

Заканчивая этот весьма краткий и далеко не исчерпывающий обзор работ, посвященных исследованию действия единичного центра парообразования при пузырьковом кипении, отметим, что запросы практики обогнали достигнутый уровень развития теории. Поэтому многие расчетные соотношения являются интерполяционными, построенными на базе большого количества экспериментов, выполненных при кипении в широком диапазоне изменения параметров процесса и свойств кипящих сред. Некоторые вопросы, так или иначе связанные с теорией кипения, будут рассмотрены в следующем разделе, посвященном инженерным методам расчета теплоотдачи и определению области существования кипения. [c.221]

Полное подавление пузырькового кипения в работе [105] предполагается определять аналогично тому, как это было сделано при определении начала кипения, используя основное допущение об условии активации единичного центра парообразования. Авторы [105] рекомендуют испо.т т пать условие подавления кипения в виде [c.244]

Таким образом, сделано допущение о том, что начало и подавление пузырькового кипения определяются одними и теми же закономерностями. Этому допущению, однако, противоречит экспериментально доказанное существование гистерезиса пузырькового кипения. Суть его состоит в том, что действующие центры парообразования прекращают генерировать паровые пузырьки при разности температур 0<0ц. к- Поэтому целесообразно различать разность температур, вызывающую кипение жидкости, и разность температур, соответствующую его прекращению при снижении плотности теплового потока или увеличении скорости движения кипящей среды. [c.244]

С. Образование центров парообразования. Чистый пар. [c.362]

Рис. 3. Зависимости кривизны границы раздела от объема пузыря для центра парообразовании

А. Начало пузырькового кипения. При увеличении плотности теплового потока температура поверхности превышает температуру насыщения. Для фиксации начала пузырькового кипения необходим критерий образования пузыря в неоднородном температурном поле жидкости, прилегающей к поверхности нагрева. Рассмотрим рис. 2, на котором показан конический активный центр парообразования с полусферическим паровым зародышем радиусом (соответствующим краевому углу ( 1==--90 ), находящимся в устье впадины. При других краевых углах существует простая геометрическая зависимость для высоты пузыря [c.369]

О. Гетерогенная нуклеация. Неконденсирующиеся газовые пузыри или посторонние частицы, находящиеся в жидкости, вместе с заполненными газом или паром трещинами или внадинанн в поверхностях контейнеров, обычно образуют достаточно зародышей, действующих как центры парообразования. Присутствие растворенного газа в жидкости делает необходимым учет парциального давления газа, когда рассматривается механическое равновесие парового зародыша. Таким образом, уравнение (6) модифицируется к виду [c.366]

Эта зависимость учитывает условия на поверхности через радиус активных центров парообразования г . В случае, если информация о размере среднего активного центра парообразования отсутствует, рекомендуется взять л,—20 мкм. [c.371]

Размер центров парообразования. Прежде чем воспользоваться уравнением (13) для оценки необходимого перегрева смеси на поверхности пагрева, надо знать, как максимальный размер центра парообразования на ней [c.413]

Проникновение зависит от изменений поверхностного натяжения и краевого угла. Экспериментальные данные 15] показывают, что изменения максимального размера центра парообразования в зависимости от состава могут быть значительны. Иэ табл. 1 видно, как изменяется рассчитанный размер центра парообразования при начале кипения на поверхности с никелевым покрытием для системы этанол — вода. Из данных, приведенных в таблице, следует, что изменение в составе смеси, в частности, когда один из компонентов — вода, может значительно увеличить перегрев, необходимый для возникновения и поддержания парообразования, в основном в результате уменьшения краевого угла и, следовательно, максимального активного центра нуклеации. [c.414]

В [11] принято, что наблюдаемое ими увеличение критического теплового потока для метанола вызвано вторым компонентом, создающим частицы, которые действуют как центры парообразования в перегретом пограничном слое. Автор [12] сделал вывод, что увеличение критического теплового потока для воды с добавкой более летучего компонента обусловлено образованием маленьких пузырей (см. [c.417]

Паровые пузырьки не могут самостоятельно возникнуть в жидкости, которая имеет температуру насыщения. Паровые пузырьки возникают только в местах, где жидкость является перегретой на поверхности теплообмена, причем в так называемых центрах парообразования, в качестве которых могут служить щерохова-тость стенки, накипь, а также газовые пузырьки, поглощенные поверхностью теплообмена и освобождающиеся при нагреве ее или благодаря наличию какой-либо примеси в жидкости. [c.103]

Рис. 7.2. К опреде.чению условий активации единичного центра парообразования а — при нестационарном прогрене стенки п пристенного слоя жидкости в течение пе )Иода ожидания б —в турбулентном потоке при стациопарном поле температур в пристенном слое жидкости.

Рост паровых пузырьков при кипении жидкости на поверхнбстй теплообмена происходит в неоднородном поле температур. В этом случае рост парового пузырька в значительной мере связан с испарением жидкости через поверхность раздела фаз в основании пузырька. Эта -модель оправдана для малых и средних давлений, когда пузырьки имеют полусферическую форму и отделены от поверхности сравнительно тонкой пленкой жидкости. Экспериментами установлено, что интенсивное испарение этого микрослоя жидкости вызывает заметное охлаждение поверхности теплообмена в зоне действующего центра парообразования, зафиксированное с помощью специальных микротермопар [100]. [c.218]

Наконец, с ростом паровых пузырьков тесно связаны понятия отрывного диаметра и момента отрыва. Последний определяет завершение единичного акта центра парообразования, т. е. продолжительность периода его действия. Однако следует признать, что в задаче об отрыве паровых пузырьков пока что больше нерещен-ных, неясных вопросов, чем понимания механизма этого явления. Основная трудность в определении отрывного диаметра пузырьков заключена в описании условий отрыва. Распространенным приемом отыскания отрывного диаметра паровых пузырьков служит решение уравнения равновесия сил, приложенных к растущему паровому пузырьку, включая и силы инерции. Диаметр пузырька, для которого это равновесие выполняется, рекомендуется ак [c.219]

Е. Классификация активных центров парообразования. Только очень небольшая часть щелей и впадин на поверхпоети действуют как активные центры парообразования. Для пояснения этого необходимо рассмотреть, что происходит, когда сухая поверхность смачивается жидкостью (рис. 4). Поступающая жидкость будет захватывать смесь воздуха и пара в щели (рис. 4, а). Воздух быстро растворится, и если жидкость смачивает стенки впадины (Р<90°), то давление оставшегося пара будет недостаточным для уравновешивания сил поверхностного натяжения, что приведет к проникновению жидкости к основанию впадины (рис. 4, б). Впадина, полностью заполненная жидкостью, не может действовать как центр парообразования. Если, однако, стенки впадины плохо смачиваются или имеют неправильную форму, то кривизна границы раздела может измениться так, что силы поверхностного натяжения противостоят дальнейшему проникновению даже тогда, когда давление пара во впадине крайне мало. При последующем нагреве давление пара резко повышается и граница раздела смещается к устью впадины. Стабилизация границы раздела во впадине может происходить, если внутри впадины имеются расширение (рис. 4, в), несмачивающиеся включения, например в металлической поверхности (рис. 4, г), или несмачиваемые пленка и отложения на стенке (рис. [c.367]

Размер активных центров парообразования можно оценить с помощь юметодов, изложенных, н частности, в 2.7.1 [см. (13)], В качестве приближенных оценок можно взять следующие значения активных центров парообразования на гладких металлических поверхностях для воды примерно 5 мкм для органических жидкостей и хладагентов примерно 0,5 мкм для криогенных жидкостей на алюминии или меди примерно 0,1—0,3 мкм. Эти значения могут быть значительно больше на шероховаты.х [юверхностях, специально приготовленных пористых повср.хпостях пли пористых слоях, образованных отложениями. [c.370]

При увеличении теплового потока температура поверхности изменяется по линии ABD до образования первых пузырей. Для инициирования первых центров парообразования при заданном тепловом потоке необходима более высокая степень перегрева, чем на кривой AB DE. При во зникновении пузырей температура поверхности падает от D до D и при дальнейшем увеличении теплового потока изменяется по лииии DEF. Начало кипения можно приближенно определить как пересечение линии ABD и кривой полностью развитого кипения СЕР. [c.381]

Действительный размер активных центров парообразования на поверхности нагрева можно оценить с помощью методов, описанных в 2.7.1. Некоторые рекомендации приведены также в 2.7.2. Если гпревышает эти типичные значения, то перегрев стенки, необходимый для начала кипения, можно определить из выражения [c.382]

Полностью развитое кипение с недогревом. При возникновении кипения действует только ограниченное число центров парообразования, так что часть теплоты передается обычным процессом в однофазной жидкости между пузырями. Эта переходная область названа неразвитым кипением. Когда температура поверхтюсти увеличивается, число центров пузырей возрастает, а площадь, через которую теплота передается к однофазной жидкости, уменьшается. Наконец, вся поверхность покрывается пузырями, кипение становится полностью развитым и однофазная компонента теплоотдачи уменьшается до нуля. Скорость и недогрев, имеющие сильное влияние на теплоотдачу в однофазной жидкости, в области полностью развитого кипения оказывают небольшой эффект или вовсе не влияют на температуру поверхности. При кипении с недогревом температура поверхности зависит в основном от тепловой нагрузки п давления жидкости. Влияние условий на поверхности для кипения при вынужденной конвекции должно быть слабее, чем в большом объеме, потому что высокие тепловые нагрузки и перегревы стенки сдвигают диапазон активных центров парообразования в сторону меньших размеров, которые в действительности имеются на большей части поверхностей. Однако прямых экспериментальных данных, подкрепляющих это утверждение, немного. [c.382]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология