Теплообмен при кипении на трубах разной ориентации в зернистом слое

• Автор: Старикова, Елена Юрьевна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 110 с. : ил

Основные принятые обозначения3

ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

положений. Вопрос о механизме передачи тепла является принципиальным при построении теории теплоотдачи при кипении. Зависимость относительного вклада механизма в суммарный теплоотвод от условий кипения на гладкой поверхности изучена недостаточно. С дп, 1. С2АТт, 1. С2 коэффициенты пропорциональности, зависящие от свойств жидкости, свойств теплоотдающей поверхности и ряда других факторов. Значение показателя степени п меняется в широких пределах в зависимости от интервала изменения величины ц. Многочисленные опытные данные показывают, что в области развитого пузырькового кипения п лежит в пределах от 0, до 0,. Соответственно, показатель степени т может принимать значения т 2 н 3. В настоящее время опубликовано большое количество различных формул для определения значения коэффициента теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении насыщенной жидкости в условиях естественной конвекции. С дЧР, 1. Значения коэффициента С и показателя степени п, а также вид функции ЦР в этих формулах зависят от множества факторов, оказывающих влияние на интенсивность теплообмена при кипении диапазона изменения Р ид, состояния и физикохимических свойств поверхности нагрева, от ее компоновки и т.


Автором разработана и освоена методика проведения экспериментов, выполнены работы по разработке и созданию экспериментального стенда, создано программное обеспечение для проведения экспериментов и обработки опытных данных, проведены эксперименты, результаты которых представлены в данной работе. ГЛАВА 1. Теплообмен при кипении на трубах разной ориентации, помешенных в зернистые слои. Теплообмен при кипении на гладких поверхностях. Процесс теплообмена при кипении чрезвычайно широко распространен в технике. Кипение жидкостей имеет место в многочисленных выпарных аппаратах, работающих в химической, пищевой, нефтяной и других отраслях промышленности, при генерации пара в паровых котлах и испарителях на электростанциях, при испарительном охлаждении конструкций металлургических печей, в атомных реакторах и во многих других аппаратах современной техники. По принципу кипения все промышленные испарители можно разделить на две основные группы. К первой, наиболее многочисленной группе, относятся аппараты, в которых кипение осуществляется в условиях направленного движения жидкости аппараты с естественной и принудительной циркуляцией. Ко второй группе аппараты, кипение в которых осуществляется в условиях естественной конвекции на теплопередающих поверхностях, погруженных в жидкость. Такой вид кипения называют кипением в большом объеме. В обоих случаях независимо от условий протекания процесса можно наблюдать два, резко отличающихся один от другого по механизму переноса теплоты, режима кипения пузырьковый и пленочный. При пузырьковом кипении жидкость непосредственно омывает поверхность нагрева, причем ее пограничный слой интенсивно разрушается турбулизируется возникающими паровыми пузырями. Кроме того, всплывающие пузыри увлекают из пристенного слоя в ядро потока присоединенную массу перегретой жидкости, что создает интенсивный молярный перенос теплоты от поверхности нагрева к массе кипящей жидкости. Следствием этого является высокая интенсивность теплоотдачи при пузырьковом кипении, возрастающая с увеличением числа действующих центров парообразования. При пленочном кипении жидкость отделена от поверхности нагрева слоем пара, с внешней стороны которого время от времени отрываются и всплывают крупные пузыри. Возникновение того или иного вида кипения определяется величиной плотности теплового потока у поверхности нагрева, физическими свойствами жидкости и гидродинамическим режимом потока в целом . Явление ухудшения теплоотдачи при переходе от пузырькового кипения к пленочному получило название кризиса теплообмена. Тепловой поток цкр, при котором режим пузырькового кипения переходит в пленочный, называется первым критическим тепловым потоком . Если в момент кризиса не снизить тепловой поток, то это может привести к разрушению теплоотдающей поверхности изза чрезмерного повышения ее температуры. Поэтому так необходимо знать величину первого критического теплового потока и влияние на него различных факторов. Пленка пара отличается высокой устойчивостью и, чтобы вновь восстановить режим пузырькового кипения, нужно снизить температуру поверхности. Б условиях естественной конвекции это можно сделать, уменьшив тепловой поток. После того как жидкость начнет смачивать теплоотдающую поверхность, пузырьковое кипение быстро восстанавливается. Независимо от способа обогрева поверхности переход от пленочного режима к пузырьковому происходит при тепловом потоке, в насколько раз меньшем величины цкр. Этот тепловой поток дкр2 называют вторым критическим тепловым потоком. Непосредственный переход однофазной конвекции к пленочному режиму, минуя стадию пузырькового кипения, получил название третьего кризиса кипения . Максимальную плотность потока теплоты, соответствующую режиму свободной конвекции в момент перевода в пленочный режим кипения, называют третьей критической плотностью теплового потока цкр . Третий кризис наблюдается при кипении жидкости в условиях пониженных давлений, когда значительно увеличивается перегрев жидкости. АТ Т Т3 , Т температура стенки, Тх температура насыщения жидкости при данном давлении. Расчет коэффициента а является одним из основных вопросов в физике кипения.