Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Энергетика -> Кошкин В.К. -> "Нестационарный теплообмен " -> 58

Нестационарный теплообмен - Кошкин В.К.

Кошкин В.К., Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Нестационарный теплообмен — М.: Машиностроение, 1973. — 328 c.
Скачать (прямая ссылка): nestacionarniyteploobmen1973 .djvu
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 110 >> Следующая

Согласно формуле (7.33) в термически неравновесном двухфазном потоке равновесное паросодержание хр может быть больше, меньше и равно истинному паросодержанию. При этом характерно, что сопоставление хр и х не позволяет еще одно-значно судить о степени неравновесности потока. Действительно, например, может быть такое сочетание степени недогрева жидкости и перегрева пара, когда % = х, а в потоке имеется недо-гретая жидкость и перегретый пар, т. е. поток существенно неравновесный. Этот случай имеет место, если истинное паросодержание в рассматриваемом сечении, недогрев жидкости и перегрев пара таковы, что
х =-----— • (7.37)
| S
S 1Ж
Соотношение (7.37) следует из выражения (7.33), если принять лгр = х.
Следовательно, оценку неравновесности двухфазного потока нельзя производить путем сопоставления равновесного и истинного паросодержаний. Она допустима лишь в частном случае, когда рассматривается двухфазный поток при пленочном кипении насыщенной жидкости. При этом различие хр и ху определяемое только перегревом пара, однозначно характеризует неравновесность потока.
Для оценки степени термической неравновесности двухфазного потока при наличии в нем недогретой жидкости и перегретого пара примем величину
Ал: = х—х,
(7.38)
185
где х определим как сумму членов правой части уравнения (7.33):
r + f.n~t'ns j + (1—*) (7.39)
тогда
Ах = х — ~tn s +(1—х) (7.40)
Г Г
Величина Ах всегда положительная (метастабильные состояния пара и жидкости не рассматриваются) и обращается в нуль при отсутствии недогрева жидкости и перегрева пара.
§ 7.3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТЕРЖНЕВОГО РЕЖИМА
Стержневой режим в вертикальной трубе. Сравнительно полно как теоретически, так и экспериментально исследован в работах [35, 123, 125], которые проводились при нестационарном охлаждении вертикального трубопровода (опускное движение) жидким азотом. Экспериментальному исследованию предшествовали теоретический анализ и визуальные наблюдения. Цель теоретического анализа — качественное изучение механизма процесса, выяснение влияния режимных параметров (давления, расхода, недогрева и температурного напора) на тепловой поток qWt получение структурного вида формул для обобщения опытных данных и уточнение задач эксперимента. Качественный характер теоретического анализа объясняется отсутствием данных о структуре неравновесного двухфазного потока, а именно по структуре турбулентной струи, по механизму взаимодействия жидкой струи с пленкой пара, по выработке турбулентности и ее распределению по толщине пленки, по скольжению фаз.
Как отмечалось в § 7.1, при стержневом режиме пленочного кипения в трубе жидкое ядро отделено от стенки кольцевой пленкой пара. В любых условиях течения тепловые потоки на испарение жидкости с поверхности струи qK, прогрев жидкости qm и перегрев пара qu будут так саморегулироваться, чтобы в каждом сечении паровой пленки обеспечить падение температуры от Тго на стенке до температуры насыщения Ts на поверхности струи. Расчетная схема стержневого режима показана на рис. 7.1. При отсутствии сильных колебаний давления и расхода температура поверхности жидкой струи остается постоянной (Ts = const). Поэтому при любых изменениях температуры стенки в процессе охлаждения трубопровода прогрев жидкого стержня квазистационарный, т. е. тепловой поток qm определяется недогревом, турбулентной структурой и диаметром жидкой струи в данном сечении и в данный момент времени.
При сравнительно толстой турбулентной пленке пара выработка турбулентности на границе пар — жидкость вслед-
186
ствие колебаний границы раздела фаз существенно преобладает над выработкой турбулентности около стенки. Это уменьшает стационарное и нестационарное влияние температурного фактора на теплоотдачу в пленке пара, а также влияние скорости изменения граничного условия dTJdт, не исключая полностью последнего. Полагая, что скорость изменения температуры стенки обычно невелика (более детально эти оценки рассмотрены в § 7.4), примем допущение о квазистационарности процесса теплообмена при стержневом режиме пленочного кипения. В пределах точности экспериментов это допущение подтвердилось. При теоретическом анализе главным образом из-за трудностей расчета др/дг, х или Ф, Тп приняты следующие допущения:
1. Скольжение фаз отсутствует, т. е. среднерасходные скорости пара и жидкости равны
?/гт 1
Ыи = 11ж, S = = i .
иж
Условие s = 1 выполняется тем точнее, чем больше абсолютные скорости жидкости и пара.
Можно полагать, что в стержневом режиме пленочного кипения коэффициент скольжения действительно не сильно отличается от единицы, так как в противном случае из-за динамического воздействия пара на жидкую струю произойдет развал ядра на отдельные струйки и капли, т. е. режим будет дисперсный.
2. Тепловой поток на перегрев пара дп пренебрежимо мал:
<?„ = О и Tn = Ts.
При зондировании паровой пленки микротермопарой с электродами 0,05 мм не удалось зафиксировать температуру пара, отличную от Ts. По-видимому, перегрев пара сосредоточен в очень тонком пристеночном слое, и в первом приближении можно принять TV = Ts.
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 110 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed