ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
153
свидетельствует о том, что определяющей температурой для расчета является
температура насыщения (кипения).
15.8.2. Теплоотдача при кипении
При кипении процесс теплообмена между жидкостью и поверхностью
нагрева сопровождается превращением жидкости в пар. На рис. 15.8 показано
изменение температуры по толще слоя воды, кипящей в большом объеме при
нормальном давлении. В пристеночном слое жидкость
перегревается: ее
температура выше температуры насыщенного пара. Перегрев жидкости вблизи
стенки оказывается возможным потому, что здесь нет постоянной поверхности
раздела жидкости и пара, а процесс парообразования может происходить
только после возникновения паровых пузырьков. Такие пузырьки возникают в
центрах парообразования. Вероятность возникновения паровых пузырьков
увеличивается с ростом степени перегрева жидкости. Поэтому наиболее
благоприятные условия для возникновения пузырьков создаются на
поверхности нагрева. При этом центрами парообразования служат, в основном,
шероховатости поверхности нагрева. Размеры пузырька быстро растут, и под
влиянием подъемной силы и конвективных потоков он отрывается от стенки и
поднимается к свободной поверхности жидкости. Этот процесс периодически
повторяется.
Зародившийся в центре парообразования пузырек
находится под
действием подъемной силы, обусловленной разностью плотностей жидкости и
пара, гидродинамической силы и силы поверхностного натяжения. Две первые
силы стремятся оторвать пузырек от поверхности нагрева, а последняя сила
препятствует этому. В процессе роста пузырька соотношение между силами
меняется в пользу подъемной и гидродинамической сил.
Наблюдение за процессом кипения воды показывает
, что около 95% пара
образуется во время движения пузырей и только 5%
− во время пребывания их
на поверхность нагрева. Температурный напор
swfw
TTTTT
−
=
−
=∆
(15.92)
определяет механизм парообразования и интенсивность теплообмена.
На рис. 15.9 изображена зависимость коэффициента теплоотдачи и
плотности теплового потока от температурного напора. При небольших
температурных напорах количество отделяющихся от поверхности нагрева
пузырьков невелико, и они не способны еще вызвать существенное возмущение
пограничного слоя. В этих условиях интенсивность теплоотдачи определяется
только свободным движением жидкости
и коэффициент теплоотдачи слабо
увеличивается с ростом
∆T. Такой режим кипения называется конвективным.
При увеличении температурного напора растет число действующих
центров парообразования, увеличивается частота отрыва пузырьков. Наступает
режим
развитого пузырькового кипения, при котором коэффициент
теплоотдачи и тепловой поток резко возрастают.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 152
- 153
- 154
- 155
- 156
- …
- следующая ›
- последняя »
