Теплоотдачи коэффициенты критические

Исследования этого периода, как и ранее, были посвящены в основном дальнейшему изучению интенсивности теплообмена при пузырьковом кипении и установлению значений критических тепловых потоков. Эксперименты проводились с различными жидкостями. Коэффициенты теплоотдачи и критические тепловые потоки, устанавливающиеся при теплоотдаче к пароводяному потоку, были получены в широком интервале, охватывающем давления, близкие к критическому. [c.8]

Высокая интенсивность теплообмена при пузырчатом режиме кипения объясняется тем, что турбулизация пограничного слоя у поверхности стенки пропорциональна числу и объему паровых пузырей, образующихся в микровпадинах на поверхности нагрева. В областях, близких к центрам парообразования (рис. 11-10), часть жидкости испаряется, образуя паровые пузырьки, которые, поднимаясь и увеличиваясь в объеме, увлекают значительные массы жидкости. На место увлеченной и испарившейся жидкости поступают свежие потоки, создавая таким образом интенсивную циркуляцию жидкости у поверхности нагрева, что приводит к существенному ускорению процесса теплоотдачи. В области пузырчатого кипения а А/ . В точке С коэффициент теплоотдачи достигает максимального значения, соответствующего максимальной удельной тепловой нагрузке (точка D). При дальнейшем увеличении А/ наблюдается резкое снижение коэффициента теплоотдачи. Оно объясняется тем, что при некотором-критическом-значении А/ = А/ р происходит коалесценция (слияние) образующихся близко друг от друга пузырьков. При этом величина / на рис. 11-10 становится меньше диаметра пузырьков пара, и у поверхности стенки возникает паровая пленка, создающая дополнительное термическое сопротивление процессу теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи резко снижается (в десятки раз). Конечно, образующаяся пленка пара нестабильна, она непрерывно разрушается и возникает вновь, но в итоге это серьезно ухудшает теплообмен. Такой режим кипения называют пленочным. Совершенно очевидно, что пленочный режим кипения крайне нежелателен. [c.290]

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]

В области 2 коэффициент теплоотдачи а зависит от перемешивания жидкости, которое возникает в результате увеличения и движения пузырьков пара. В этой области коэффициент теплоотдачи а быстро увеличивается с росто.м температурного напора и достигает больших значений. Ввиду того, что интенсивность процесса зависит в основном от образования и движения пузырьков, эта область кипения называется пузырьковым кипением. Критическая разность температур, при которой величина коэффициента теплоотдачи возрастает до максимума, у жидкостей, указанных в табл. 30, находится в пределах между 20 и 50° С. [c.109]

Вид материала оказывает влияние на коэффициент теплоотдачи только при небольшой тепловой нагрузке. При большой тепловой нагрузке (свыше 10 ккал/м час) материал не оказывает влияния нц на изменение коэффициента теплоотдачи ни на величину критической тепловой нагрузки. [c.127]

Применяя ранее предложенную простую модель, можно приравнять скорости выделения тепла и теплоотдачи при температуре Г и их первые производные, чтобы найти Г и критические концентрационные условия / (Сс) для любых постоянных начальных условий. Если допустить, что к является коэффициентом передачи тепла между стенками сосуда и газом, а — величина поверхности сосуда, тогда скорость потери тепла при Г = Гд равна Q = Sh Т — То), так что оба условия могут быть записаны в следующем виде [c.377]

Критическую удельную тепловую нагрузку, при которой пузырьковое кипение переходит в пленочное, а коэффициент теплоотдачи принимает максимальное значение, можно оценить по формуле, справедливой для кипения в большом объеме [c.23]

Авторы объясняют это следующим образом. Для аппаратов с мешалками критическое значение числа Рейнольдса составляет примерно 20, однако развитое турбулентное движение возникает лишь при Ке 10 , и, следовательно, при Ке 400 преобладает ламинарный характер течения перемешиваемой жидкости. Те же авторы исследовали теплообмен и в аппаратах с перегородками при 4-Ш Не З-10 , при этом были получены более высокие значения коэффициентов теплоотдачи [c.51]

Рекомендаций для расчета коэффициента теплоотдачи на участке, где массовая доля пара в потоке превосходит критическое значение Ху , в литературе очень мало, и они не отличаются универсальностью. Обычно в качестве первого приближения рекомендуется рассчитывать коэффициент теплоотдачи по зависимости для конвективного теплообмена однофазной среды. Физические свойства среды следует выбирать либо одинаковыми со свойствами газовой фазы, либо осредненными, как для гомогенного потока. Очевидно, первая из рассмотренных рекомендаций обеспечивает некоторый запас в расчетной площади поверхности теплообмена, однако оценить величину этого запаса по имеющимся в настоящее время данным затруднительно. Это связано с неопределенностью условий движения жидкости после ухудшения теплоотдачи. Предполагается возможность движения всей жидкости в виде капель [c.253]

Ограничения на поток. Ограничения, накладываемые на плотности массовых и тепловых потоков, важны при конструировании многофазных систем. Примерами ограничений на плотности массового потока являются критические расходы (имеют тенденцию проявляться в многофазных системах при более низких скоростях, чем в однофазных), захлебывание в системах с противоточным течением (например, в противоточном конденсаторе) и минимальные скорости ожижения в системах с псевдо-ожиженным слоем. Ограничения на плотности тепловых потоков важны при кипении, где превышение предельной плотности теплового потока может вызывать резкое ухудшение коэффициента теплоотдачи, ведущее к низким рабочим характеристикам системы или к опасности, вызванной чрезмерным повышением температуры стенок канала. [c.177]

На рис, 2 приведе(га зависимость изменений локальных коэффициентов теплоотдачи Ыи/Рг". от относительного радиального расстояния гЮ от критической точки для различных отношений Н1П, где Н — расстояние от выхода из сопла до поверхности О — диаметр или ширина сопла. Рисунок взят из [13], где приведены данные по возгонке нафталина при единичном круглом сопле длл чисел Рейнольдса на выходе из сопла (Re=и)D/v) Не=54 ООО. Число Нуссельта [c.268]

Несколько теоретических или полуэмпирических подходов, в которых сочетались описание течения в окрестности критической точки [9] и пристенной струи [8, 10— 12,25] или непосредственно применялась теория пограничного слоя, были выполнены для единичных осесимметричных [26—29] и плоских [6,30—32] падающих на поверхиость струй. Однако они дают неудовлетворительные результаты при определении наблюдаемых в экспериментах немонотонных из.менений коэффициентов теплоотдачи при коротких расстояниях от выхода из сопла до пластины. Только для [c.268]

Кольцевое течение является потоком с преобладанием касательных напряжений, и методы, представленные в п. В для пленок с большим сдвигающим усилием в вертикальном потоке, будут применяться для него. Заметим, что коэффициент теплоотдачи рассчитывается согласно уравнению (25) для ламинарного течения или (26) для турбулентного. Критическое число Не пленки, соответствующее возникновению турбулентности, следует взять здесь равным 50. Метод определения коэффициента теплоотдачи и безразмерных касательных напряжений изменяется слабо в случае горизонтального течения, так как эффект подъемной силы пара исчезает. Следовательно, Т/ и а+ определя- [c.348]

При сверхкритических давлениях плотность пара так велика, что коэффициент теплоотдачи к сухому пару очень высок особенно при температуре, близкой к критической. Экспериментальные данные, иллюстрирующие это явление, приведены на рис. 5.12. [c.99]

При большой высоте трубы возможен переход к турбулентному режиму движения пленки, при котором увеличивается коэффициент теплоотдачи. Критическая высота трубы, при которой изменяется режим движения пленки, определяется из уравнений (2. 10) и (2. И) при критическом значении Не = 400. [c.53]

Теплоотдача от впепшей стенки труб испарителя к жидкому пропану или бутану происходит прп кипешш жидкости в большом объеме. Кипение может иметь пузырьковый пли лленочпый режим (рис. 47). Переход от пузырькового режима кипения к пленочному наблюдается после достижения максимального удельного потока дтах п коэффициента теплоотдачи при критической разности между температурами стенки трубы и жидкости. [c.68]

Напротив, если считать, что теплопередача внутри газа чисто кондукционная, то получится некоторое распределение температур в газовой смеси внутри сосуда наивысшая температура будет в центре сосуда, где и должно начаться воспламенение- Коэффициент теплоотдачи и критическое условие воспламенения будут определяться этим распределением температур воспламенение должно произойти в тех условиях, когда стационарное распределение температур сделается невозможным, подобно рассмотренно- [c.320]

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]

Воздух с температурой 22° С при постоянной скорости набегающего потока 15 м1сек движется параллельно плоской пластинке, нагретой до постоянной температуры, равной 100 С. Найти протяженность ламинарного пограничного слоя на пластинке, толщину гидродинамического и температурного пограничного слоя на критической длине, местный коэффициент теплоотдачи на критическом расстоянии и средний коэффициент теплоотдачи для части пластинки, покрытой ламинарным пограничным слоем. [c.313]

Соотношение (24. 8) не применимо к жидкостям с числом Прандтля, меньшим 0,6. Найти коэффициент теплоотдачи при критическом числе Рейнольдса Нед = 500 000 для ртути, движущейся вдоль плоской горизоп- [c.323]

Повышение разности температур сверх критической приводит к резкому снижению интенсивности теплообмена в обрудовании, потому что пузырьковое кипение переходит в пленочное, и коэффициент теплоотдачи к кипящей среде значительно понижается. [c.111]

Используя данные о коэффициентах теплоотдачи при пленочном кипении, можно оценить величину критической плотности теплового потока 1ф2 в неравенстве (7.53). Для этой оценки можно использовать понятие предельного перегрева жидкости по отношению к температуре насыш,ения Т-в, при котором жидкость становится нестабильной. Понятие о предельном перегреве жидкости введено в работах [128, 129]. Экспериментально установлено существование предельных перегревов различных жидкостей. При атмосферном давлении значения предельных перегревов для некоторых из них приведены в табл. 7.5. Величина Гдр является функцией давления насыщения. В первом приближении можно принять, что эта зависимость линейная, и для определения температуры предельного перегрева достаточно знать ее значения в двух точках при Рн = 0,1 МПа и в критической точке, в которой для любого вещества АГпр = О и, следовательно, 7 пр=7 кр. Тогда все промежуточные значения предельной температуры удобно отыскать и.з графика, аналогичного приведенному па рис. 7.8. [c.236]

Для вычисления коэффициента теплоотдачи при кипении используем формулу (7.40), так как критерий термодинамического подобия кипящей среды (к = 3,76) близок к значению, вычисленному для фреонов (к — 3,63). Критические параметры кипящей сэеды- Ркр = 3,331 МПа Т р = 469,72 К 1 кр = = 4,32 10 мVкг М — 72,14 6 кг/кмоль [c.255]

Если осуществляется электрообогрев, то при любом режиме кипения устанавливается тенлонапряжение q поверхности нагрева в зависимости от расхода электроэнергии. При переходе через критическое значение (/кр пузырьковое кипение сменяется пленочным, коэффициент теплоотдачи а скачкообразно yмeньиJaeт-ся при неизменной тепловой напря кенности поверхности нагрева, разность температур резко возрастает, температура стенкн повышается, и возможен ее пережог. В промышленной практике обычно не применяют пленочный режим кипения. [c.575]

По мере дальнейшего повышения температуры достигается второе критическое значение АТ - АТ и наступает так называемый кризис кипения. При этом происходит но.пиое слияние пузырьков и образование сплошной паровой илеики между поверхностью нагрева и жидкостью. В 1)сзультате коэффициент теплоотдачи уменьшается на порядки величины. На рис. 7 показана полученная в экспериментах зависимость коэффициента теплоотдачи а от перепада температур для воды при давлении 1-10 Па во [c.97]

НОЙ С недостатком жидкости — двумя относительно мало-эффективными формами переноса теплоты. На рис. 3 и 4 зона с пленочным кипением разделена произвольно ка две области пленочное кипение с недогревом и пленочное кипение насыщенной жидкости. Пленочное кипение в условиях вынужденного движения в основном подобно наблюдаемому при кипении в большом объеме. Поверхность нагрена покрывается паровой пленкой, через которую должна передаваться теплота. Коэффициент теплоотдачи на порядок ниже, чем в области перед критическим тепловым потоком, в основном из-за низкой теплопроводности пара, прилегающего к поверхности. [c.381]

Подавление пузырькового кипения насыщенной жидкости. Для поддержания пузырькового кипения на поверхности нагрева необходимо, чтобы температура стенкн превышала критическую величину для определенного теплового потока. Еслн перегрев сгенки меньше величины, определяемой уравнением (0) для заданной тепловой нагрузки, то образования пузырей не происходит величина А Ла == ( ш,— sLil) рассчитывается и ) отношения Я Щр, где afp является коэффициентом теплоотдачи в двухфазной среде в отсутствие образования пузырей, [c.384]

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]

Теплоотдача в закризисной (с недостатком жидкости) области. В области пленочного кипения структура потока представляет собой кольцевую паровую пленку и центральное ядро жидкости. С ростом паросодержання устанавливается режим потока, при котором жидкие капли распределены в паровом ядре, движущемся с большой скоростью. Капельный режим течения характеризует передачу теплоты в закризисной области или в области с недостатком жидкости. Здесь коэффициенты теплоотдачи значительно выше, чем при пленочном кипении. Этот факт вместе с пониженными критическими тепловыми потоками при высоком паросодержании означает, что область с недостатком жидкости часто обширна. [c.400]

Основываясь на результатах ограниченных промышленных испытаний, автор [16] предложил считать максимальный коэффициент теплоотдачи при кипении па трубном пучке равным 1700 Вт/(м--К) для органических жидкостей и 5700 Вт/(м -К) для воды. Считается также, что максимальная тепловая нагрузка в пучке не должна превышать 38 000 Вт/м для установок, работающих па органических жидкостях при естественной циркуляции, и 63 000 Вт/м-—при вынужденной конвекции. Максимальный допустимый тепловой ноток при испарешш воды или водного раствора в пучке в любых условиях циркуляции должен составлять 95 ООО Вт/м . Эти очень об дие рекомендации делают результаты расчетов крайне консервативными, за исключением условий в вакууме или при давлениях, близких к критическому. В общем для расчетов предпочтительны методы, которые будут указаны н иже. [c.408]

В. Критический тепловой поток. Критический тепловой поток при кипеиии в большом объеме изменяется, когда небольшое количество второго компонента добавлено в чистую жидкость. Он может быть выше или ниже, чем для любого из компонентов. Как и с коэффициентом теплоотдачи при пузырьковом кипении, изменение, вызванное вторым компонентом, велико, хотя изменение физических свойств (поверхностного натяжения вязкости и плотности) небольшое. Поэтому невозможно предсказать заранее влияние второго компонента на кризис просто подстановкой измененных физических свойств в уравнение для критического теплового потока при кипении в большом объеме, предложенное, например, в (8, 9] (см. 2.7.2). [c.417]

В более поздней работе Ван Стралена [10] дано объяснение многих явлений, указанных выше. Ван Стрален показал, что в бинарных смесях часто наблюдается максимум критического теплового потока, соответствующий наименьшей скорости роста пузыря и наибольшей величине 1г/ — х1. Низкая скорость роста пузыря значительно снижает коэффициент теплоотдачи от поверхности нагрева к кипящей жидкости при существенном росте перегрева стенки. Критический тепловой поток можно рассматривать как сумму двух членов, один из которых обусловлен прямым парообразованием на поверхности нагрева, а второй — конвекцией горячей жидкости от поверхности нагрева, связанной с косвенным испарением в пузырь на расстоянии от поверхности нагрева. В [16, 17] предполагается, что даже для чистых жидкостей второй член существен. В [17] изучалось влияние характеристики /, которая названа параметром конвекции и представляет собой баланс сил инерции, поверхностного натяжения и вязкости [c.417]

Простейшим видом кипения является такой, при котором поверхностг. нагрева погружена в открытый объем жидкости. При кипении пленка жидкости, непосредственно прилегающая к горячей поверхности, нагрета до температуры, слегка превышающей температуру ее кипения. Зародившийся пузырек быстро растет по мере выделения пара из перегретого слоя жидкости, окружающей пузырь. Когда пузырек достигает критического размера , он отрывается от поверхности и движется через основную массу жидкости. При некоторых условиях температура основной массы жидкости может быть значительно ниже температуры поверхности нагрева, и тогда тепло, затраченное на испаре-кие жидкости при образовании пузырька, поглощается п пузырек разрушается но тем не менее при кипении коэффициент теплоотдачи очень высок. [c.85]