Пузырьковое кипение

Рис. 7.6. Влияние шероховатости поверхности на теплообмен в области пузырькового кипения и кризиса теплообмена для пен-тана

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]

При пузырьковом кипении коэффициент теплоотдачи рассчитывают по следующим уравнениям [c.23]

Основная задача теплового расчета пленочного испарителя заключается в выборе удельного теплового потока д, обеспечивающего теплообмен с устойчивым пленочным течением, т. е. без разрушения пленки паровыми пузырьками, образующимися при интенсивном кипении жидкости. Это соблюдается при д <С 2( н.к-Плотность теплового потока начала пузырькового кипения определяется по формуле [c.199]

Это уравнение остается справедливым и при слаборазвитом пузырьковом кипении, т. е. при д 2 н. к- [c.199]

Рассчитаем по (7.12) удельный тепловой поток начала пузырькового кипения [c.201]

Для интенсификации процесса теплообмена в змеевики печей вакуумных блоков подают водяной пар. С вводом пара ускоряется движение сырьевого потока и исключается местный перегрев. По мере движения по трубам мазут начинает испаряться и теплообмен происходит в условиях пузырькового кипения, которое сопровождается резким увеличением паровой фазы. В этот период значительно возрастает склонность мазута к кок-сообразованию от перегрева его пристенной пленки, несмотря на увеличение скорости движения потока парожидкостной смеси. В пленке быстро растет концентрация термически нестойких соединений — асфалыенов, предшественников кокса. [c.268]

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]

Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору для пузырькового кипения в вертикальных кипятильных трубках при условии естественной [c.90]

При тепловом потоке порядка 950 кВт/м пузырьковое кипение воды, при котором наиболее эффективно охлаждается поверхность нагрева, переходит в пленочное. Поэтому тепловой поток па входе в трубы ограничивают до 47—50 кВт/м . График распределения температур и теплового потока по длине ЗИА представлен на рис. П-32. [c.89]

Следовательно, пузырьковое кипение жидкости на границе раздела фаз создает дополнительное сопротивление массопере- [c.139]

На участке развитого пузырькового кипения, ограниченного точками В и С, интенсивность полностью определяется гидродинамической структурой пограничного слоя жидкости, пронизываемого микротоками, возникающими вследствие процесса парообразования. [c.211]

Увеличение разности температур 0 = Гот — 7 н в области развитого пузырькового кипения сопровождается увеличением коэффициента теплообмена. Это положение остается справедливым вплоть до кризиса кипения, обозначенного на рис. 7.1 точкой С. Непосредственно перед кризисом пузырькового кипения плотность теплового потока достигает максимального значения. Дальнейшее увеличение 6 приводит к резкому уменьшению коэффициента теплоотдачи. Это явление и названо кризисом кипения. Если плотность теплового потока остается постоянной, то явление кризиса сопровождается катастрофическим повышением температуры поверхности теплообмена, которое приводит к разрушению материала поверхности, т. е. к перел огу стенок канала.. [c.212]

Если же температура стенки канала ограничена, например температурой греющей среды, то явление кризиса пузырькового кипения сопровождается уменьшением паропроизводительности аппарата. Оба указанных последствия весьма нежелательны при проектировании надежных в работе теплообменных аппаратов. Поэтому изучение кризиса пузырькового, кипения длительное время находится в центре внимания исследователей. [c.212]

Весьма характерным для кризиса пузырькового кипения является неоднозначность зависимости = /(0) при увеличении или уменьшении 0 (так называемый гистерезис). [c.212]

Основные факторы, определяющие процесс кипения. Разработка теории любого сложного явления базируется на анализе, который позволяет выделить в нем отдельные составляющие, описываемые достаточно простыми моделями. К числу таких простых составляющих процесса пузырькового кипения относятся образование паровых пузырьков, а точнее их зародышей [138], на погруженной в жидкость поверхности теплообмена, рост пузырьков и их отрыв.. [c.213]

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]

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]

Процесс теплообмена поверхности, погруженной в объем первоначально неподвижной жидкости, самоустанавливающийся под влиянием зарождения, роста и отрыва паровых пузырьков, называется обычно кипением в большом объеме. Как отмечалось в предыдущем разделе для кипения жидкости на поверхности теплообмена, необходимо, чтобы температура ее несколько превышала температуру насыщения при существующем давлении в системе. Величину теплового потока, соответствующую началу пузырькового кипения в большом объеме, на горизонтально расположенных трубах, можно вычислить с помощью зависимости, описывающей экспериментальные данные [c.221]

В работе [182] указывается, что для углеводородных жидкостей начало развитого пузырькового кипения соответствует разности температур 0 = 4,5 К. Для 0 < 4,5 К коэффициент теплоотдачи ЗЭ висит как от плотности теплового потока, так и от конвективных [c.221]

Третья модель, использованная для построения функциональной зависимости, описывающей процесс пузырькового кипения, связана с отражением гидродинамической обстановки вблизи поверхности теплообмена посредством критерия Рейнольдса в следующей форме [c.225]

Следует остановиться также на методе обобщения экспериментальных данных по теплообмену при развитом пузырьковом кипении, в котором использован принцип соответственных состояний веществ, в частности при насыщении [39, 62]. [c.228]

На участке / теплоотдача определяется конвективными токами жидкости при вынужденном движении однофазного потока. При повыщении температуры поверхности теплообмена до значения, несколько превышающего температуру насыщения, начинается пристенное кипение жидкости (участок //), которое сменяется развитым пузырьковым кипением (участок ///). Участок развитого кипения заканчивается прп достижении массовой доли пара в потоке Ху , после чего наступает режим ухудшенного теплообмена (участок /V) и перегрев пара (участок V). [c.238]

Приведенные зависимости (7.59) и (7.60) позволяют оценить влияние плотности теплового потока, давления и скорости воды на развитие пузырькового кипения. Однако рекомендовать их для широкого применения нецелесообразно вследствие неудачной формы, выбранной для интерполяции экспериментальных данных. [c.239]

Наиболее широкий диапазон давлений охватывает формула, предложенная в работе [132] для определения недогрева до состояния насыщения жидкости, при котором развивается пузырьковое кипение [c.239]

Ниже формулы (7.59), (7.61) и (7.62) приводятся в виде, удобном для вычисления локальной разности температур в канале 0н. к. соответствующей началу пузырькового кипения [c.239]

Рис. 7.11. Зависимость плотности теплового потока от разности температур 0 в зоне начала пузырькового кипения,-

Отметим, что приведенные зависимости позволяют рассчитать условия, при которых наступает развитое пузырьковое кипение в потоке жидкости, как это показано на рис. 7.11. Граница развитого пузырькового кипения соответствует точке Б. Для ее определения можно воспользоваться также эмпирическим соотношением [c.240]

Для определения разности температур, соответствующей началу пузырькового кипения в потоке, в [1, 144, 151] получены формулы при использовании допущения об активации центров паро образования в условиях неоднородного поля температуры вблизи поверхности теплообмена (см. раздел 7.1). [c.240]

Поскольку анализируются условия, определяющие начало пузырькового кипения, его влияние на коэффициент теплоотдачи будет незначительным и плотность теплового потока дл, входящую в правую часть формулы (7.67), можно выразить через коэффициент теплоотдачи при конвекции [c.241]

При увеличении 9 > 9 , к на процесс теплоотдачи все более сильное влияние (по мере увеличения температуры жидкости) оказывают процессы генерации пара в канале. Причем в зависимости от конкретных условий в потоке может достигаться или развитое пузырьковое кипение, или же на всем протяжении участка парообразования (вплоть до ухудшения теплообмена) на интенсивность теплообмена будет оказывать влияние скорость потока. Это обстоятельство послужило причиной существования различных мнений о влиянии паросодержания на коэффициент теплоотдачи при кипении. Так, в некоторых интерполяционных зависимостях, построенных при использовании экспериментальных данных, относящихся только к развитому пузырьковому кипению, влияние массовой доли пара и скорости потока не учитываются. В других же формулах это влияние учитывается, однако в оценке его степени многие авторы расходятся. [c.241]

Более строго определены, например, границы применимости формулы (7.35), поскольку кроме ограничений для обобщенных переменных и параметров потока, указанных выше, введено дополнительное ограничение на линейную скорость потока т 7 м/с, а также указано, что паросодержание не оказывает влияния или влияет слабо на коэффициент теплоотдачи в области, где объемное расходное паросодержание р 0,7. В отмеченных границах формула (7.35) позволяет рассчитывать значение коэффициента теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении жидкости при организованном движении потока в трубах. Это совпадение данных, полученных при развитом пузырьковом кипении жидкости в большом объеме и в организованных потоках, косвенно свидетельствует [c.242]

Локальные значения коэффициента теплоотдачи на участке неразвитого пузырькового кипения могут быть определены по интерполяционным соотношениям, предложенным Кутателадзе [89] [c.242]

В формуле (7.76) кп — плотность теплового потока в условиях развитого пузырькового кипения в канале, — плотность теплового потока при развитом кипении и разности температур, соответствующей началу кипения вынужденного потока жидкости. Приведенные обозначения пояснены на рис. 7.12. [c.243]

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]

В целом поведение жидкости при кавитации аналогично ее кипению. При малых амплитудах наблюдается кавитация в объеме, аналогичная пузырьковому кипению порогу кавитации соответствует начало кипения. При больших амплитудах колебаний вблизи излучающей поверхности ее поведение напоминает пленочное кипение в условиях свободной конвекции. Порядки величин критической плотности теплового потока (кризиса режима кипения) и акустического "второго порога кавитации в воде близки ( 10 Вт/м ). Отсюда следует,- что к объяснению критических явлений при кавитации возможно следует подойти с позиций термодинамик и и гидродинамическЪй теории устойчивости. Существующие же объяснения пока противоречивы и исходят из других посылок [26]. [c.62]

Для упрощения примера величины, которые выбираются или рассчитываются обычным образом, будем также считать заданными размер теплообменных труб н X б = 16 X 1.6 мм, материал — сталь марки 10 число труб в пучке п = 243 площадь проходного сечения для пирогаза (по трубному пространству) /тр = = 0,0313 м коэффициент теплоотдачи при конденсации парогазовой смеси, вычисленный по уравнению (4.74), ко = 8000 Вт/(м К) коэффициент теплоотдачи со стороны кипящего этилена, вычисленный по формуле для пузырькового-, кипения жидкости в большом объеме, аохл = И75 Вт/(м - К) суммарное термическое сопротивление стенки трубы и загрязнений на ней ст-Ь з = = 0,00026 м К/Вт частный коэффициент теплопередачи, включающий термические сопротивления, которые можно принять постоянными вдоль поверхности конденсации [c.204]

Развитое пузырьковое киление отличается большой устойчивостью к различного рода внешним воздействиям, таким к к естественная и принудительная циркуляция, вибрация поверхности теплообмена, электрические и магнитные поЛ я и т. п. Эта особенность пузырькового кипения позволяет в некоторых случаях [c.211]

Выражения вида (7.22) нашли применение при обобщений экс периментальных данных в области совместного влияния кипения и вынужденной конвекции и будут рассмотрены ниже. Заметим, что применение для расчета выражения (7 22) требует знания границы пузырькового кипения. Его достоинством является выпол нение предельных переходов в случае, когда одна из составляющих становится много больше другой. Так, если Оцв > ип то аэфф- - акв1 [c.223]

Теплоотдача при пузырьковом кипении в большом объеме наиболее подробно исследована экспериментально, и, как отмечалось в предыдущем разделе, до сих пор при описании зависимости коэффициента теплоотдачи от параметров, определяющих этот процесс, предпочтение отдается интерполяционным соотношениям. Обширный экспериментальный материал, накопленный к настоящему времени, позволяет с достоверностью определить влияние отдельных параметров. Так, в большинстве эмпирических зависимостей для развитого кипения показатель степени у плотности теплового потока изменяется в сравнительно узком диапазоне от 0,6 до 0,7. Влияние же отдельных теплофизических свойств жидкости не уста-новлено столь определенно, поскольку при обобщении экспериментальных данных авторы используют различные методы выявления определяющих критериев. [c.223]

В основе другой модели пузырькового кипения в большом объеме лежит допущение о том, что процесс кипения автомоделей по отношению к ускорению сил поля тяжести. Основанием для этого допущения послужил экспериментально наблюдаемый факт слабого влияния гравитации на процессы кипения. [c.224]

В работах Стюшина [127] для обобщения данных о начале пузырькового кипения использована система критериев, определяющих как гидродинамику однофазного потока, так и теплоотдачу при кипении [c.239]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология