- режима с несимметричным распределением жидкой и паровой
-
фаз.
Обозначения
-
- поперечное сечение трубы; - сечение, занятое паром
-
и жидкостью; - объемное паросодержание;
-
- истинные скорости пара и жидкости;
-
- приведенные скорости пара и жидкости;
-
- истинная скорость смеси; -
-
скорость скольжения. При ско-
-
рость скольжения положительна, имеет место в горизонтальных
-
трубах и при подъемном движении в вертикальных; при опускном
-
движении в вертик-х трубах – скольжение отрицательное
Интерполяционная формула Лабунцова для теплоотдачи при кипении в трубах
На теплоотдачу при кипении жидкости в трубах влияет также
вынужденная конвекция, поэтому Лабунцов предложил интерпо-
ляционную формулу для
При
Здесь: - коэффициент теплоотдачи к жидкой фазе за счет вы-
нужденной конвекции; - коэффициент теплоотдачи при кипе-
нии жидкости в свободном объеме. Зависимость (1) справедлива
для паросодержания при этом коэффициент теплоотдачи
(1)
Кривая кипения воды при атмосферном давлении
6 областей кривой кипения
-
На кривой кипения отмечены 6 областей: 1 – конвекция; 2 – не-
-
устойчивое кипение (переход от конвекции к пузырьковому кипе-
-
нию); 3 – развитое пузырьковое кипение; 4 – переход от пузырько-
-
вого кипения к пленочному; 5 – устойчивое пленочное кипение (лу-
-
чистый перенос мал); 6 – пленочное кипение при значительном лу-
-
чистом переносе через слой пара у поверхности.
-
Первый кризис кипения связан с с переходом от пузырькового
-
кипения к пленочному. Ему соответствует максимальная плот-
-
ность теплового потока При этом происходит резкое паде-
-
ние теплоотдачи и рост температуры теплоотдающей поверхности.
-
Значение критического теплового потока очень важно для правиль-
-
ного проектирования современных эффективных теплообменников
Первый кризис кипения
-
Критический коэффициент теплоотдачи:
-
Для воды при атмосферном давлении
-
Наибольшее значение критического теплового потока соответству-
-
ет давлению насыщения
-
для воды
-
Гидродинамическая трактовка кризиса кипения по С.С. Кутате-
-
ладзе основана на предположении, что кризис вызывается дина-
-
мической неустойчивостью двухфазного кипящего слоя, определя-
-
емой соотношением сил тяжести, поверхностного натяжения и ди-
-
намического напора потока. Тогда:
(2)
(3)
Второй кризис кипения
-
Второй кризис кипения имеет место в начале обратного перехо-
-
да от пленочного режима кипения к пузырьковому. На кривой кипе-
-
ния он соответствует минимуму
-
При этом паровая пленка внезапно разрушается и температура
-
поверхности нагрева резко снижается и устанавливается темпера-
-
турный напор Тепловой поток при этом существенно ме-
-
ньше первого критического и для воды при атмосферном давлении
-
Составляет В работе Зубера высказано пред-
-
положение о том, что критическая скорость кипения пропорциона-
-
льна скорости всплывания больших деформированных пузырей,
-
откуда:
(4)
Второй критический температурный напор
-
Это простое соотношение достаточно хорошо соответствует эк-
-
спериментальным данным. Второй критический коэффициент теп-
-
лоотдачи:
-
но критический температурный напор также неизвестен, поэтому
-
надо уравнение (5) разрешить относительно тогда:
-
Во всех этих формулах скрытую теплоту парообразования r надо
-
подставлять в Дж / кг.
(5)
(6)
Тепломассообмен в 2-фазных средах. Диффузия
-
При конденсации пара и при кипении жидкости наряду с тепло-
-
обменом происходит массоообмен. Например, испарившаяся жид-
-
кость путем диффузии распространяется в паро – газовом потоке
