Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Энергетика -> Кошкин В.К. -> "Нестационарный теплообмен " -> 97

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 .. 91 92 93 94 95 96 < 97 > 98 99 100 101 102 103 .. 110 >> Следующая

fin
контакта жидкости со стенкой тк покрытие уже нельзя рассматривать как полубесконечное. За это время успевает проявиться тепловое влияние стенки. Если > 1, то устано-
(pcl)w >
вившееся в первый момент значение Ггр затем увеличится. Контакт при этом может нарушиться, и снимаемое количество тепла уменьшится. Следовательно, наступление кризиса будет
297
зафиксировано при меньшей температуре стенки Гкри, когда контакт не будет нарушаться даже при повышении Ггр.
Полагая, что при толщине покрытия бп = 90 мкм (см.
рис. 9.12) выполняется условие
= 0,25, получим время
контакта тк = 0,01 с. Непосредственные измерения дали среднее значение тк = 0,008 с.
Рис. 9.12. Зависимость температуры кризиса пленочного кипения от толщины низкотеплопроводного покрытия
Значения 7\фП на тонких металлических стенках без покрытий (с 6W <2 Y агсЪк) выше, чем на толстых. При тк = 0,01 с этот эффект может проявиться на стенках из меди, алюминия и нержавеющей стали при толщине менее 6,5; 1,3; 0,4 мм соответственно. В пределе при бш~^0 для любой начальной температуры стенки в месте контакта с жидкостью почти мгновенно устанавливается Ггр « Гж0, т. е. контакт всегда возможен. Но при захолаживании тонких стенок скорость их охлаждения из-за малой теплоемкости столь велика, что за время контакта среднестатистическая температура стенки Tw может значительно снизиться, уменьшая действительное значение Гкрц.
Уравнения (9.19) и (9.19а) обобщают опыты на стенках с покрытиями, для которых за время контакта с жидкостью хк = 0,01 с влияние толщины покрытия на значение ГкрП не сказывается (Fon ^ 0,25). Аналогично для стенок без покрытий (кроме медной с 6W = 1,5) не сказывалась толщина стенки (Fow ^ 0,25).
§ 9.4. АНАЛОГИЯ МЕЖДУ ТЕМПЕРАТУРОЙ КРИЗИСА ПЛЕНОЧНОГО КИПЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРОЙ ЛЕЙДЕНФРОСТА
Если на горизонтальную твердую поверхность помещать капли жидкости и измерять время их полного испарения хъ как функцию температуры поверхности TWy то получится кривая,
298
изображенная на рис. 9.13. В области IV (пленочное мпнчмм Лейденфроста или испарение в сфероидальном сш-тиним» капля отделена от стенки собственным паром и не кош ;ik ni|>\• • с ней (Ттр > ГпР).
При уменьшении Tw до так называемой температуры Леи денфроста Гл контакт капли со стенкой становится возможным Теплоотвод к капле возрастает, а время ее испарения умснь шается. Область III эквивалентна переходному кипению. Частота и площадь контакта капли со стенкой увеличиваются. В местах контактов возникает пузырьковое кипение. Тепловой поток
Рис. 9.13. Зависимость времени испарения капель от температуры поверхности:
/ — теплопроводность и свободная конвекция; II — пузырьковое кипение; III — переходное кипение; IV — пленочное кипение
LiZ
Тп~
Ц
U
0,8
0,4
о,г _1
W~5 W~Z W~1 1/огЛ)*
Рис. 9.14. Экспериментальные значения температуры Лейденфроста [81] для воды и эталона:
• — А1 + вода; ¦ — сталь + вода; X — стекло + вода; А — А1 + этанол; ? — сталь + этанол; Д — стекло + этанол; О — сталь + вода (захоложивание трубок)
А
т5
непрерывно растет (а т падает) при уменьшении Tw. В точке Tw = Гл кривая т s = f(Tw) имеет максимум, a qw — f(Tw) минимум. Таким образом, Гл есть аналог Гкрц. В большом объеме и по данным работы [81] в одинаковых условиях они близки друг к другу.
Область II есть область пузырькового кипения капли, непрерывно контактирующей со стенкой. На границе между областями II и III %% — Ts тт» Qw ~ Qw maxj Tw = T^pj. Это аналог кризиса пузырькового кипения в большом объеме.
В работе [81] экспериментально показано, что для заданной жидкости (вода и этанол) температура Лейденфроста зависит главным образом от значения рсХ для материала стенки. Отмечается сильное влияние загрязнений поверхности и окисных пленок.
299
На рис. 9.14 данные работы [81] построены в тех же координатах, что и рис. 9.11, и сопоставлены с расчетом (сплошная линия) по формуле (9.19). Там же нанесены точки, полученные в большом объеме воды при захолаживании вертикальных трубок из нержавеющей стали.
§ 9.5. ПЕРЕХОДНОЕ КИПЕНИЕ
Переходное кипение принадлежит к одному из наиболее интересных режимов кипения, в котором тепловой поток может расти, когда температурный напор падает (см. рис. 8.11). Однако долгое время этот режим не представлял практического интереса и поэтому мало изучен. 4
Лишь в последние годы (в связи с развитием криогенной техники и широким применением криогенного топлива в ракетной технике, а также необходимостью расчета полей температур изделий при закалке и т. д.) возникла необходимость в расчете теплоотдачи в режиме переходного кипения. Поэтому исследование этого режима стало более интенсивным.
Для переходного кипения характерна сложная и непрерывная смена в данной точке поверхности нагрева пленочного и пузырькового режимов кипения.
В силу нестационарного вероятностного характера процесса большую роль в теплосъеме играет нестационарная теплопроводность в местах контактов жидкости со стенкой.
Механизм переходного кипения является развитием механизма термодинамического кризиса пленочного кипения.
Предыдущая << 1 .. 91 92 93 94 95 96 < 97 > 98 99 100 101 102 103 .. 110 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed