Рис. 1.16. Изменение плотности теплового потока и температуры по внутреннему периметру трубы: qе = 33.7 МВт/м2, Tвх = 20°С. 1 – р=0.7 МПа, 2, 3 – р=1.5 МПа
В опытах при одностороннем нагреве при кипении в недогретом закрученном потоке [115, 130] экспериментально показано, что появление локальной пленки пара в окрестности лобовой точки внутреннего периметра, в отличие от равномерного нагрева, не приводит сразу к необратимому росту температуры стенки и, как следствие, к пережогу трубы. Существует довольно заметный интервал тепловых нагрузок от момента появления пленки пара в окрестности лобовой точки до покраснения внешней поверхности трубы. Визуальные наблюдения за состоянием тепловоспринимающей поверхности, показали, что в предкризисных режимах по краям рабочего участка с прямоугольным внешним периметром появлялись красные линии, соответствующие зонам повышенной температуры (около 700 оС). При постепенном увеличении вводимой мощности эти зоны распространялись по поверхности нагрева, и смыкались в центре. За этим следовало появление красного пятна (температура около 800 оС) в центре поверхности, чему соответствовал фиксируемый термопарами резкий рост температуры мишени в зоне «лобовой» области внутреннего периметра трубы и нагрев прекращался. За появлением красного пятна в центре поверхности мишени при постоянной вводимой мощности следует прожог рабочего участка. Как показали эксперименты [130], покраснение поверхности происходит при тепловых нагрузках на ~ 20 % выше тепловых нагрузок, при которых возникает паровая пленка.
На рис. 1.17 приведены некоторые экспериментальные данные [130] о КТН в зависимости от массовой скорости и недогрева для давленияр = 1.0 МПа. Значения критической тепловой нагрузки – плотность теплового потока в лобовой точке внутреннего периметра трубы с наиболее высокой температурой стенки, соответствующая появлению пленки пара в окрестности этой точки.
Рис. 1.17. Зависимость qкр от относительного недогрева и массовой скорости при р = 1.0 МПа.
Анализ данных, представленных в [130] показывает, что КТН растут с увеличением массовой скорости и недогрева. С ростом давления КТН заметно уменьшаются. Зависимость qкр(rw) имеет перегиб. При rw≤ 2000 кг/(м2×с) qкр ~ (rw)n, где n » 0.4. Для rw>2200 кг/(м2×с) показатель степенной зависимости n » 0.2.
КТН при кипении в закрученном потоке при одностороннем нагреве, полученные в работах [130, 115, 131], показывают хорошее соответствие между собой, но при этом заметно выше соответствующих значений в прямых потоках при равномерном нагреве. Отличие КТН при кипении в недогретом закрученном потоке при одностороннем нагреве от значений, характерных не только для прямых, но и закрученных потоков при равномерном нагреве, объясняется, очевидно, совместным влиянием закрутки потока и неравномерности нагрева. Благодаря закрутке, поток имеет азимутальную составляющую скорости, что может способствовать отрыву паровых образований, смещению их вдоль периметра. Из-за значительных азимутальных градиентов температуры стенки вследствие одностороннего нагрева даже малое смещение парового объема вдоль периметра может приводить к попаданию его в «холодную» область и дальнейшему схлопыванию (конденсации). Кроме того, относительно большая толщина и высокая теплопроводность стенки трубы, несомненно, способствуют повышению локального значения КТП из-за азимутальных перетечек тепла по стенке.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.