Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Теплоотдача при кипении жидкостей. Теплоотдача при кипении жидкостей отличается высокой интенсивностью и часто встречается в промышленной технологии: выпаривание

Читайте также:
  1. Давление насыщенного пара жидкостей и его зависимость от температуры
  2. Давление насыщенного пара над растворами неограниченно смешивающихся жидкостей
  3. Движение вязкопластических жидкостей в трубах.
  4. Движение неньютоновских жидкостей 12.1. Некоторые характеристики и реограммы неньютоновских жидкостей.
  5. Конвективная теплоотдача при вынужденном внешнем обтекании тел
  6. Конвективная теплоотдача при вынужденном движении текучей среды в трубах и каналах
  7. Конвективная теплоотдача при свободном движении текучей среды
  8. Лекция 2. Тепловой баланс человека. Теплоотдача радиацией, конвекцией, испарением, дыханием.
  9. Основные физические свойства жидкостей
  10. ПЕРЕГОНКА ЖИДКОСТЕЙ.

 

Теплоотдача при кипении жидкостей отличается высокой интенсивностью и часто встречается в промышленной технологии: выпаривание, перегонка жидкостей, испарители и т.д. Для возникновения кипения необходимо, чтобы температура жидкости была выше температуры насыщения и наличие центров парообразования (микроскопические впадины).

Различают кипение на поверхности нагрева и кипение в объеме жидкости. Кипение на поверхности обусловлено подводом теплоты
к жидкости от соприкасающейся с ней поверхностью. Кипение в объеме жидкости обусловлено наличием внутренних источников теплоты или значительного перегрева жидкости, возникающего, например, при внезапном снижении давления (ниже равновесного). Наиболее распространенным видом кипения является кипение на поверхности.

Рассмотрим кипение на поверхности.

Для передачи теплоты от стенки к кипящей жидкости необходим перегрев стенки относительно температуры насыщения ∆T = TстTкип.

На рис. 1.12. показана типичная зависимость коэффициента теплоотдачи и удельной тепловой нагрузки от температурного напора ∆T.

 

10-1 10° 102
пузырчатое кипение
q
C
a
пленочное кипение
B
A
q, a

 

Рис. 1.12. Зависимость коэффициента теплоотдачи a и удельной тепловой нагрузки q

при кипении воды от температурного напора ΔT

 

В области АВ перегрев мал, мало активных центров парообразования, теплообмен определяется законами свободной конвекции около стенки,
a ~ DT1/3. В области ВС перегрева больше, больше центров парообразования, a резко возрастает. Происходит турбулизация пограничного слоя около стенки. Пузыри, поднимаясь и увеличиваясь в объеме, увлекают значительные массы жидкости. На это место поступает новая порция жидкости, таким образом, реализуется циркуляция жидкости. Здесь a ~ DT2/3.

При ∆T ≥ DTкр происходит слияние близко образующихся пузырей. Если l < d пузырька, то на поверхности стенки образуется паровая пленка, создающая дополнительное термическое сопротивление процессу теплоотдачи. Такой режим кипения называется пленочным (рис. 1.13).

 

L

 

Рис. 1.13. Схема пузырчатого кипения

 

Для воды

 

 

Рассмотрим движение пузырька. Достигнув определенного диаметра , пузырек отрывается от твердой поверхности

 

. (66)

 

Здесь r и rп – плотность соответственно жидкости и пара; b – краевой угол смачивания, s – коэффициент поверхностного натяжения. В момент отрыва пузырька сила поверхностного натяжения жидкости, которая удерживает пузырек, равна Архимедовой подъемной силе. Поднимаясь, пузырек увеличивается в объеме за счет испарения жидкости внутри пузырька, сплющивается и приобретает форму гриба. Гриб имеет сложную траекторию, дробится и коалесценцируется.

Таким образом, транспорт теплоты при пузырчатом кипении состоит из переноса теплоты от стенки к жидкости, а затем жидкостью теплота передается внутренней поверхности пузырьков в виде теплоты испарения. Передача теплоты от стенки непосредственно пузырю ничтожно мала.
Для того, чтобы теплота от жидкости передавалась пузырькам пара, жидкость должна иметь Т несколько выше температуры пара. Поэтому жидкость несколько перегрета относительно температуры насыщенного пара над поверхностью кипящей жидкости.

Скорость переноса теплоты при кипении зависит от физических свойств жидкости, давления, ∆T, свойств материала стенки и т.д.

Учесть все это трудно, трудно предлагать единую зависимость. Поэтому для определения a в литературе предлагаются различные физические модели. Но общепринятой модели нет. Формальный вид

 

a = Aqn, 0,6 < n < 0,7, (67)

 

где А – сложный комплекс многих величин, влияющих на интенсивность переноса теплоты при кипении. Иногда предлагают критериальное уравнение вида

 

, (68)

 

значения A, m, n обычно определяют экспериментально.

 


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Теплоотдача при конденсации пара | Теплообмен при непосредственном контакте теплоносителей

Дата добавления: 2014-03-21; просмотров: 546; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.003 сек.