Теплообмен при кипении и конденсации смесей этилацетата и воды

• Автор: Лонщаков, Олег Анатольевич
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 188 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТЕЙ

Основные положения

1.1. Модели процесса теплообмена при кипении жидкостей

1.2. Теплообмен при кипении смесей.

1.2.1. Теплообмен при кипении бинарных смесей

1.2.2. Теплообмен при кипении бинарных систем с несмешивающимися компонентами

Выводы.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА И ТЕПЛОВОГО ПОТОКА I ТЕПЛООТДАЧУ ПРИ КИПЕНИИ СМЕСЕЙ ЭТИЛАЦЕТАТА И ВОДЫ .
2.1. Объекты исследования.
2.1.1. Основные теплофизические свойства и характеристики смеси этилацетат вода.
2.2. Задачи исследования.
2.3. Экспериментальная установка.
2.4. Методика исследования.
2.5. Результаты экспериментов по теплоотдаче при кипении смеси этилацетатвода.
2.6. Обобщение экспериментальных данных по теплоотдаче при кипении смеси эти л ацетатвода.
Выводы.
ГЛАВА 3. ТЕПЛООБМЕН ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРОВ ЖИДКОСТЕЙ НА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
3.1. Модели процесса теплообмена при конденсации пара на вертикальной поверхности.
3.2. Теплообмен при конденсации паров бинарных смесей.
3.2.1. Теплоотдача при конденсации паров бинарных смесей с неограниченно растворимыми компонентами в жидкой фазе
3.2.2. Теплоотдача при конденсации паров бинарных смесей с нерастворимыми компонентами в жидкой фазе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА И ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ТЕПЛООТДАЧУ ПРИ КОНДЕНСАЦИИ СМЕСИ ПАРОВ ЭТИЛАЦЕТАТА И ВОДЫ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРУБЕ
4.1. Задачи исследования.
4.2. Методика исследования.
4.3. Результаты измерений.
4.4. Обобщение экспериментальных данных по теплоотдаче при конденсации паров смеси этилацетатвода в вертикальной трубе.
Выводы .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Это обстоятельство позволяет выбирать определенную модель, которая для заданных условий близко отражала бы процесс теплообмена при кипении, позволяя рассчитать его интенсивность с приемлимой погрешностью. В настоящее время известно много безразмерных уравнений подобия, связывающих величину коэффициента теплоотдачи с теми или иными параметрами процесса . Как уже говорилось в настоящее время не существует единой точки зрения на выбор и составление чисел подобия, входящих в эти уравнения. Наряду с уравнениями подобия существует множество чисто эмпирических уравнений. При этом, если воспользоваться многими эмпирическими коэффициентами, удается построить формулы, более или менее пригодные для ряда жидкостей в некотором интервале изменения параметров процесса. Классификацию существующих моделей процесса кипения жидкостей удобно проводить по количеству основных механизмов переноса тепла, которое определяет интенсивность теплоотдачи при кипении на поверхности нагрева. Если придерживаться такой схемы, то следует говорить об одно-, двух-, трех-, четырех-, и многокомпонентных моделях процесса кипения жидкостей. Различными авторами предложен ряд моделей для процесса кипения жидкостей. Остановимся кратко на наиболее распространенных моделях. Однокомпонентные модели. Сюда прежде всего относятся модели, по которым перенос тепла на поверхности при кипении главным образом осуществляется одним из следующих механизмов: I) Конвективным движением; 2) Мнкрослоевым испарением; 3) Скрытым теплопереносом. Модель, основанная на конвективном механизме переноса тепла. До-вольно длительное время господствовала модель, согласно которой высокая интенсивность теплообмена при кипении является лишь результатом значительной турбулизации жидкой фазы паровыми пузырьками в непосредственной близости от поверхности нагрева. Nu = С • Rem • Ргп, в которой показатели т и л, а также константа С находятся из опыта. Первые теоретические результаты на основе этой модели были получены С. С. Кутателадзе [2], Г. Н. Кружилиным [3], Д. А. Лабунцовым [5], И. Т. Аладьевым [6], В. И. Толубинским [7], а из зарубежных исследователей - Roh-senow [8], Forster и Zuber [9], Forster и Greif []. Необходимо отметить, что все эти зависимости, которые можно представить формулой (1. Nu. АРгп'• Ре? К'р • К? Ar? Nu. Ат. Таблице 1. Коэффициент А не является постоянной величиной и зависит от взаимодействия поверхность-жидкость, а критерий К, рассчитывается по формуле (1. В частности, на основе этой модели трудно объяс нить вопрос о влиянии температурных колебаний поверхности нагрева под растущим пузырьком на интенсивность теплообмена при кипении жидкости. Кроме того конвективная модель не в состоянии объяснить эксперименталь ные результаты, полученные разными авторами, из которых видно, что относительная доля теплоты, идущая на испарение жидкости, существенно увеличивается в общем балансе энергии с ростом давления и тепловой нагрузки. Таблица 1. Коэффициенты и показатели степени в формуле (1. О*4 0 0,7 0,7 0 0,5 И. А. Кичигин Н. О*4 -0, 0,7 0,7 0 0 С. О*4 0 0,7 0,7 0 0 В. М. Боришанский Ф. Г.Н. Кружили» Е. Д.А. A.A. Учитывая эти и другие факты Д. А.Лабунцовым [] была- предложена модель процесса кипения, основанная на концепции о микрослоевом испарении. Модель, основанная на микрослоевом испарении. Предположение о существовании микрослоя жидкости впервые было высказано Мооге и Mesler [] для объяснения обнаруженных ими флуктуаций температуры поверхности нагрева вблизи центра парообразования. Суть модели заключается в том, что в условиях развитого режима кипения высокая интенсивность теплоотдачи в основном определяется малым термическим сопротивлением жидкостной прослойки, формирующейся на поверхности нагрева в виде пленки под пузырями пара, которая сохраняется вплоть до наступления кризиса кипения. Поэтому при исследовании динамики паровой фазы на поверхности нагрева необходимо учитывать подвод энергии к пузырю не только через межфазную поверхность его сферической части, но и со стороны поверхности нагрева через тонкий слой жидкости (названный впервые [] микрослоем) в зоне основного пузырька.