- Передача тепла при кипячении. Во время кипения жидкость обычно поддерживает постоянную температуру, которая равна температуре насыщения U. Поверхность, на которую подается тепловой поток, будет перегреваться только за пределами D /G. Если величина D / heat мала, то тепло передается в основном за счет естественной конвекции, а коэффициент теплопередачи можно рассчитать по формуле (10.10).по мере увеличения перегрева поверхности количество образующихся на ней пузырьков пара продолжает увеличиваться, а при разделении и поднятии жидкость интенсивно перемешивается. Первоначально, это приводит к резкому увеличению коэффициента теплоотдачи .
10.3 Режим пузырькового кипения).Затем, благодаря очень интенсивному испарению на поверхности, жидкость отделяется от нагретой поверхности почти сплошным слоем пара (пленки).Я здесь. Режим Пленочного Кипения. Естественно, паровая пленка неустойчива и постоянно разрушается, но она быстро восстанавливается за счет новой порции образующегося пара. Пар, как и любое газообразное вещество, имеет недостаточный теплообмен, и даже тонкая пленка с большим тепловым сопротивлением ухудшает теплообмен. Кризис теплообмена происходит во время кипения. В большинстве технических устройств (паровые котлы, ядерные реакторы, электронагреватели) не приближаются к критической плотности теплового потока?
Фунтов, Р = 0,1 МПа, ржр = * 1,1-г-1,6) * 106 Вт / м2.При повышении давления до p’7 МПа величина qKp увеличивается до 4-10 э Вт / м2, а затем начинает уменьшаться. Коэффициент теплопередачи в горячей воде рассчитывается очень редко. Это связано с тем, что коэффициент теплопередачи очень большой, обычно температура поверхности теплопередачи 1e без большой ошибки/ n- Например, при 0,1 1 ПК СЗ МПа вводится только одна зависимость от пузырькового кипения больших объемов воды. а = 0,38 / / 3Р, / 5. (10.13） Единицы всех величин в Формуле (10.13) соответствуют Си. а, Вт /(м2 ″ К); Вт / м2; Р, па. Передача тепла во время конденсации. Пар конденсируется.
То есть он переходит в жидкое состояние с теплообменной поверхностью. Его температура меньше температуры насыщения (/s/»)-когда образовавшаяся жидкость (конденсат) не смачивает поверхность, а скатывается вниз отдельными каплями, она конденсируется каплями. При этом конденсат смачивает поверхность и образует сплошную пленку (рис.10.4).Конденсация пленки встречается чаще. / V. В 1916 г.
Получено аналитическое решение для расчета локального коэффициента теплопередачи ламинарного течения пленки (Re = b»6 / v 400), которое、 Где r-теплота испарения. Как видно из уравнения (10.14), коэффициент теплопередачи уменьшается по мере отвода конденсата за счет увеличения толщины конденсата. (10.15)） Форма формулы для предмета экспериментальной коррекции в безразмерном виде имеет вид、 Рис. 10.4.Характер течения конденсата по вертикальной пластине(а) и распределение коэффициента теплоотдачи в направлении высоты (б） Ре = 0.95 З ° 7％; Теплофизические параметры конденсата формулы (10.14), (10.15) следует заменить на 1 *с при температуре стенки, при температуре насыщения Лна.
По наклонной поверхности под угломp относительно вертикального направления конденсат течет медленнее, его мембрана толще, а коэффициент теплопередачи соответствует уравнению 2 = ^ / 6.In другие слова 4.— И KL = АВ РГ Гун ₽ — (10.16） Для горизонтальной трубы, уголР является переменной. Интеграция позволяет получить формулу для расчета среднего коэффициента по периметру горизонтальной трубы. — (, ol7） В промышленных теплообменниках конденсация обычно происходит на поверхности трубного пучка. Коэффициент теплопередачи от пучка труб ниже, чем у одной трубы.
- Это связано с тем, что толщина конденсированной пленки в нижней трубе увеличивается за счет нагнетания из верхней трубы. Формулы и графики для расчета коррекции можно найти в справочнике. Наличие в паре неконденсирующихся газов (например, воздуха) значительно снижает значение коэффициента теплоотдачи (рис.10.5), поскольку пар, приближаясь к поверхности, на которой происходит конденсация, увлекает неконденсирующиеся газы.
При конденсации происходит сортировка вытесненных молекул пара и газа-первая захватывается конденсированной пленкой Рисунок 10.5.Изменение интенсивности теплопередачи к горизонтальным трубам в зависимости от массовой концентрации воздуха в сундуке при атмосферном давлении и различных скоростях потока Sata, причем последняя остается в газовой фазе и вынуждена накапливаться и возвращаться из интерфейса. Этот противоток затрудняет доступ новых молекул пара к конденсированной пленке. То есть это замедлит процесс конденсации.
Это связано с тем, что молекулы газа переносятся приближающимся потоком и не успевают скапливаться вблизи конденсированной мембраны. Пример 10. 3. Рассчитайте коэффициент теплопередачи и теплоотдачу к горизонтальной трубе парового водонагревателя для горячего водоснабжения. Длина трубы/ = 2 м. наружный диаметр d » = 18 мм, температура нагревателя 4= 100°С. насыщенная цистерна конденсируется в трубу, РМ = 0,6 МПа. Физические свойства воды при растяжении (конденсат): / so = 158,8°C; X = 0,683 Вт /(мК); p-909 кг / м3: q = 172,10 — * па-с; g = 2086 кДж / hg; / s = 100°C; 1 = = 0,683 Вт /(мК); ik»= 282-кг6 па-С. По формуле 10.17、 8980.3, 14.0, 018.2(158.8-100） −59.7.ДЖЕЙ-3ВТ. 10 4.
Программное обеспечение ORI1II (I1ACHG11IYA COEFFI QI1-NTO в 1 ELLOOTD \ h и Для предотвращения грубых ошибок необходимо четко представлять диапазон изменчивости коэффициентов теплопередачи в различных условиях. Они показаны ниже, W /(m K）： Естественная конвекция в Газе 5-30 Естественная конвекция воды 102-10e Принудительная конвекция газа……………………… 10, 500. Принудительная конвекция воды 500-2-10 ′ Кипяток………….. 2.10 s-4-IO4 Жидкий металл.
Конденсация пленки Пар…………… 4-I03-10 * Конденсация капель воды Пойте в парах……………. 4 * 10 * −104 Если в результате расчета по формуле коэффициент теплопередачи значительно превышает заданные пределы, необходимо тщательно разобраться в причинах этого. Указанное значение также можно использовать для estimation. In в некоторых случаях никаких дополнительных объяснений не требуется. Тестовые вопросы и задачи 10. 1 Почему человек может находиться в сауне с температурой не ниже 100 ° C достаточно длительное время? 10.2.Оценено влияние скорости жидкости на коэффициент теплопередачи при продольном обтекании пластины.
10.3. Получаем зависимость для расчета коэффициента теплоотдачи к газовому потоку, например воздуху, который движется по его внутренней части от трубы. 10.4.To оцените влияние температуры воздуха на интенсивность конвективного теплообмена воздуха со стенкой трубы.
Смотрите также:
| Теплоотдача при вынужденном движении теплоносителя | Описание процесса и основные определения |
| Теплоотдача при естественной конвекции | Теплообмен излучением системы тел в прозрачной среде |
