Теплоотдача при кипении многокомпонентных жидкостей в большом объёме

• Автор: Комляшев, Роман Борисович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 270 с. : ил.

Оглавление

Обозначения.

Введение

1. Литературный обзор

2. Стандартный метод расчта коэффициентов теплоотдачи при кипении смесей жидкостей

2.1. Модель процесса испарения квазиизоированной частицы жидкости.

2.2. Расчет коэффициента теплоотдачи стадии формирования пузырька пара

2.3. Расчт коэффициента теплоотдачи стадии релаксации пузырька пара

2.4. Алгоритм и результаты расчта коэффициента теплоотдачи при кипении смесей жидкостей по стандартному методу

3. Метод расчта коэффициента теплоотдачи с учтом предварительного массообмена

3.1. Модель процесса испарения квазиизоированной частицы жидкости с учтом предварительного массообмена.
3.2. Влияние предварительного массообмена на теплоотдачу мри кипении растворов спиртов
3.3. Показатель поверхностной активности процесса фазового превращения
3.4. Влияние поверхностной активности на коэффициент теплоотдачи стадии формирования пузырька пара
4. Алгоритм и результаты расчта коэффициента теплоотдачи с
учтом предварительного массообмена.
4.1. Алгоритм расчта коэффициента теплоотдачи при кипении
смесей жидкостей
4.2. Расчт температуры кипения жидкости и состава пара по составу жидкости и общему давлению
4.3. Расчт температуры конденсации пара но температуре кипения жидкости на основе функции неоднородности при фазовом превращении многокомпонентных систем
4.4. Теплоотдача при кипении в условиях вынужденного движения.
4.5. Обзор и обработка имеющихся в литературе экспериментальных данных.
4.6. Результаты расчта
Выводы.
Литература


Автор этих работ считает, что обобщенная зависимость не должна включать в себя непосредственно концентрацию смеси или какую-либо комбинацию из концентраций компонентов смеси (концентрационный критерий). Интенсивность теплообмена при кипении смесей должна определяться их теплофизическими и термодинамическими свойствами, а также величинами, отражающими специфические особенности процесса парообразования при кипении смесей. При малых значениях разницы у - х (до 5%) и незначительной разности температур кипения компонентов коэффициент теплоотдачи можно рассчитать по формулам, справедливым при кипении однокомпонентных жидкостей. Г1о мнению автора [6], из всех опубликованных к настоящему времени формул для расчёта интенсивности теплообмена при кипении бинарных смесей в большом объёме, формула (1-) наилучшим образом обобщает опытные данные. N0. Г Д? У* — . Из приведённого обзора следует, что как термодинамико-кинстический, так и чисто термодинамический подходы примерно равноценны по своим корреляционным возможностям, но второй требует значительно меньшего объёма информации. Влияние состава на коэффициент теплоотдачи при кипении растворов не имеет однозначного количественного выражения даже для бинарных растворов. Использование полученных решений для многокомпонентных растворов практически не рассмотрено. Исследования сосредоточены на уточнении условий образования и роста пузырьков пара. Взаимодействие же формирующихся пузырьков пара с кипящей жидкостью не учитывается. Качественно иной подход предлагает автор [5], рассматривая процесс кипения растворов на основе понятия псевдоравновесного процесса, введённого и исследованного в []. Схема псевдоравновесного процесса предусматривает наличие приграничной области, где сосредоточена вея необратимость, связанная с неравенством температуры, давления и химических потенциалов. В то же время основная часть системы находится в псевдоравновесном состоянии в том смысле, что для неё наблюдаются одинаковые равновесные значения этих переменных в любой своей части. Основная равновесная масса может обмениваться с приграничной областью веществом и энергией, причём в стационарных условиях параметры ее состояния остаются постоянными. Это возможно, если обмен с приграничной областью осуществляется равновесными частицами жидкости и пара, что предполагает наличие некоторого релаксационного механизма в приграничной области. Предложенный автором [5] алгоритм расчёта коэффициента теплоотдачи включает информацию только о температурах кипения и конденсации смеси заданного состава и коэффициентах теплоотдачи индивидуальных веществ. НС хуже ±%. Модель процесса испарения квазиизоированной частицы жидкости. Предложенный автором [5] метод расчета коэффициента теплоотдачи при кипении бинарных и многокомпонентных смесей взаимо-растворимых жидкостей в большом объёме лег в основу данной работы. Далее этот метод расчёта будет именоваться стандартным. Модель процесса испарения квазиизолированной частицы жидкости, положенная в основу данного метода, схематично изображена на рис. Изображённую на рис. Выяснение размеров приграничной области не являлось объектом исследований в данной работе. Согласно модели процесса в приграничную область поступают макроскопические частицы жидкости, размер которых может быть, оценён из предположения, что пузырёк пара при отрыве имеет массу исходной частицы жидкости. Отрывной диаметр, согласно формуле Фритца [], составляет 1-3 мм, поэтому частица жидкости должна иметь диаметр порядка 0,1-0,3 мм. Эта оценка совпадает с экспериментально найденной толщиной слоя перегретой жидкости, смачивающей тсплопсрсдающую поверхность []. Таким образом, можно полагать, что слой перегретой жидкости состоит из множества практически не взаимодействующих между собой частиц жидкости. Контактируя с обогреваемой твёрдой поверхностью, частицы жидкости перегреваются и становятся способными к фазовому превращению. В процессе испарения температура двухфазной системы пузырёк-жидкость повышается. Рис. Модель процесса испарения квазиизолированной частицы жидкости.