Исследование и расчет теплоотдачи при кипении жидкостей в условиях свободного движения на основе волнового механизма переноса энергии

• Автор: Ахмедова, Зухра Халипаевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 138 с. : ил

Содержание:

Введение

Глава I. Общие вопросы механизма теплообмена при кипении

жидкости в условиях свободного движения

1.1 Кривая кипения и ее характеристики

1.2 Влияние некоторых факторов на теплообмен при кипении

1.2.1. Влияние давления на теплоотдачу

1.2.2. Влияние давления на критический тепловой поток

1.2.3. Влияние теплофизических свойств поверхности нагрева

на теплообмен

1.2.4. Влияние шероховатости на теплоотдачу
1.2.5. Влияние шероховатости на кризис
1.2.6. Влияние толщины стенки нагревательного элемента на теплоотдачу
1.3. Модели процесса кипения жидкостей
1.4. О механизме переходного кипения
Выводы
Глава II. Некоторые вопросы механизма переноса тепла
гиперакустическими волнами
2.1. О звуковых волнах
2.2. Коэффициент поглощения
2.3. Колебание поверхности нагрева в жидкости
2.4. Излучение энергии звука
Выводы
Глава III. Гидродинамический подход получения зависимости для
теплоотдачи при развитом режиме кипения жидкостей
3.1. Общая постановка вопроса и модель теплоотдачи при
развитом режиме кипения жидкостей
3.2. Вывод зависимости для расчета теплоотдачи при кипении жидкостей
3.3. Расчет теплоотдачи с учетом влияния теплофизических свойств поверхности нагрева
3.4. Расчет теплоотдачи с учетом шероховатости поверхности
нагрева
3.5. Расчет теплоотдачи с учетом влияния толщины стенки
3.6. Обобщение экспериментальных данных по теплоотдаче
при кипении различных жидкостей
Выводы
Глава IV. Теоретическое исследование кризиса теплоотдачи и
переходного режима кипения
4.1. Общая постановка вопроса и модель теплоотдачи для пузырькового и переходного режимов кипения
4.2. Вывод зависимости для расчета теплоотдачи
4.3. Вывод параметров для точки первого кризиса кипения
4.4.Сопоставление результатов расчета по теплоотдаче с экспериментальными данными для пузырькового и переходного режимов кипения
Выводы
Заключение
Приложение
Приложение
Приложение
Литература
Введение.
Актуальность темы.
Ускоренное развитие научно-технического прогресса предполагает расширение и углубление научных исследований в области тепло - и массообмена при фазовых превращениях. В частности, значительный интерес приобретает исследование закономерностей теплообмена при кипении жидкостей в различных условиях. Процесс кипения как один из высокоинтенсивных способов отвода тепла уже более полвека привлекает пристальное внимание исследователей. Тем не менее, до сих пор нет общей теории теплообмена этого явления, которая давала бы возможность с необходимой для практики точностью рассчитать этот сложный процесс. Между тем, дальнейшее развитие теории кипения приобретает все большую значимость и в связи с возросшими требованиями к инженерным расчетам при конструировании аппаратов современной энергетики и новых отраслей техники.
Поэтому, дальнейшие исследования в этом направлении необходимо проводить на более углубленном анализе микропроцессов, происходящих на границе трех сред: жидкость - пар - твердое тело. Существующие до сих пор наиболее известные рекомендации для оценки теплоотдачи на основе привлечения ряда внутренних характеристик процесса кипения (скорость роста, отрывной диаметр, частота отрыва, плотность центров кипения и т.д.), которые имеют достаточно большой статистический разброс и, тем самым, вносят заметную погрешность в итоговые расчетные рекомендации по теплоотдаче.
Цель диссертационной работы.
* на основе микроскопического подхода к процессу теплообмена получить расчетные зависимости для оценки теплоотдачи и кризиса при кипении различных жидкостей для широкой области режимных

1.3. Модели процесса кипения жидкостей.
Обоснование общих закономерностей теплообмена при пузырьковом кипении жидкостей существенно облегчается, если к проблеме подходить через изучение различных механизмов переноса тепла, сопровождающих это сложное явление. Такой подход поможет правильно выбрать физическую модель процесса, которая отражала бы основные факторы, влияющие на интенсивность теплообмена при кипении.
В настоящее время выявлен ряд механизмов переноса энергии с поверхности нагрева в процессе теплообмена при кипении жидкостей:
1) механизм турбулизации пограничного слоя жидкости растущими пузырьками; 2) поршневой механизм, состоящий в выталкивании пузырьками перегретого слоя жидкости от стенки в ядро потока; 3) циркуляционный механизм, связанный с увлечением паровыми пузырями жидкости от поверхности нагрева и ее поступлением из ядра потока к стенке; 4) так называемый механизм «скрытого теплопереноса»; 5) схема испарения микрослоя жидкости под растущими паровыми пузырями; 6) механизм испарения-конденсации при недогретом кипении, когда пузырек передает тепло аналогично «тепловой трубе»; 7) механизм присоединенной массы, когда пузырек при отрыве от поверхности вытягивает за собой из пристенного слоя элемент перегретой жидкости и др. Естественно, все эти механизмы могут действовать на процесс теплообмена при кипении одновременно. В зависимости от того, в каких условиях протекает процесс кипения вклад того или иного механизма в общий теплообмен будет, очевидно, не одинаковым. Это обстоятельство позволяет выбирать определенную модель, которая для заданных условий близко отражала бы процесс теплообмена при кипении.
Классификацию существующих моделей процесса кипения жидкостей удобно проводить по количеству основных механизмов переноса тепла,