Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Энергетика -> Кошкин В.К. -> "Нестационарный теплообмен " -> 99

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 .. 93 94 95 96 97 98 < 99 > 100 101 102 103 104 105 .. 110 >> Следующая

Для него характерна следующая структура: в центре трубы движется турбулентное ядро, в общем случае недогретое до температуры насыщения, которое отделено от стенок трубы пленкой пара. Толщина пленки в зависимости от характера стержневого режима изменяется в диапазоне от 0,2 до 20% радиуса трубы. В общем случае тепловой поток от стенки при ее охлаждении идет на прогрев жидкого ядра, испарение с его поверхности и перегрев пара, причем при больших расходах, степенях недогрева и невысоких температурах стенки тепловые потоки на испарение и перегрев пара несоизмеримо меньше теплового потока в жидкость (qw « qm).
В этом случае реализуется автомодельная область стержневого режима пленочного кипения, когда тепловой поток от стенки не зависит от температурного напора «стенка — жидкость» и определяется тепловым потоком в жидкое ядро. При больших температурных напорах, малых расходах и недогревах и больших давлениях реализуется неавтомодельная область стержневого режима пленочного кипения, когда тепловой поток от стенки зависит от температурного напора, и доля тепла на испарение соизмерима или больше, чем на прогрев жидкости.
304
Характерно, что несмотря на то, что в автомодельном режиме qw целиком определяется тепловым потоком в жидкость,
т. е. тепловой поток qw велик, тем не менее коэффициент теплоотдачи от стенки к потоку мал из-за термического сопротивления паровой пленки, в которой срабатывается температурный напор (Тгс—Ts). Если коэффициент теплоотдачи в жидкость
«ж = ^г-, (10-1)
* S * Ж
а общий коэффициент теплоотдачи
а =-------, (10.2)
(10.3)
то для автомодельного режима при qw = qж
® __ Т s Тж
Txso Тж
Для реальных температурных границ, характерных для автомодельной области стержневого режима недогретого жидкого азота, коэффициент теплоотдачи к двухфазному потоку меньше, чем к однофазному (при одинаковых Rem) в 5—30 раз.
При нестационарном охлаждении стенки трубы заданным граничным условием является температура стенки. Поэтому для интенсификации теплоотдачи следует увеличивать тепловой поток, снимаемый со стенки при заданном температурном напоре (Tw — Тж). Следовательно, для увеличения qw необходимо увеличить qm и qK.
С целью увеличения тепловых потоков в жидкость и пар использован метод интенсификации теплоотдачи, разработанный авторами ранее применительно к течению однофазных теплоносителей [25, 28, 121, 122]. Сущность метода заключается в периодической искусственной турбулизации тонких пристеночных слоев потока, где тепловой поток и термическое сопротивление максимальны. Искусственные турбулизаторы представляли собой кольцевые диафрагаы, образованные периодической обкаткой трубы роликом. Применительно к однофазным потокам этот метод позволил увеличить коэффициенты теплоотдачи к газам до 3 раз, к капельным жидкостям до 2,3 раза при умеренном росте гидравлического сопротивления. Так, например, получены следующие соотношения для теплоотдачи и гидравлического сопротивления: Nu/NurjI = 2 и ?/?гл = 3 или
Nu/NUr.T = 1,55 и ?/'?гл = 1,55. Можно предположить, что этот метод интенсификации окажется перспективным применительно и к двухфазным потокам в стержневом и дисперсном режимах.
Для выяснения возможности интенсификации теплоотдачи при стержневом режиме с помощью периодически располагаемых кольцевых турбулизаторов и определения зависимостей эффекта интенсификации от режимных параметров и размеров
20 Заказ 802 305
турбулизаторов авторами проведена специальная серия экспериментов.
Исследование проводили при нестационарном охлаждении труб (D = 10 мм, b = 0,5 мм, L = 300 мм) из стали 1Х18Н9Т жидким недогретым азотом, причем одна труба гладкая, а две — с диафрагмами d/D = 0,95 и 0,97; t/D = 0,5 (d — диаметр диафрагм, t — шаг диафрагмы). Диапазоны режимных параметров:
z = ztD = 4 -г- 20; Яеж = 10* -f- 106; ф = E*dT*=I"l = 0,02 0,22;
Г
д cpn(Tw Ts) А о « « и
0==-----------= 0,2 ч-1,1. В процессе эксперимента с помо-
щью осциллографа регистрировали температуру жидкого азота на входе и выходе из экспериментального участка, температуру стенки участка в десяти сечениях по длине, расход и давление.
На рис. ЮЛ представлены результаты осциллографирова-ния температур стенок гладкой трубы и труб с искусственными турбулизаторами при одинаковых расходах, степенях недо-грева и расстояниях от начала подвода тепла (толщина стенок труб одинаковая). Из графика следует, прежде всего, что тепловой поток от стенки трубы (пропорциональный dTw/d т)
при прочих равных условиях зависит от высоты турбулизаторов и повышается по мере увеличения последней. Поэтому время охлаждения труб с накаткой меньше времени охлаждения гладкой трубы. Таким образом, интенсификация теплообмена при стержневом режиме пленочного кипения недогретой жидкости с помощью периодически расположенных диафрагм возможна.
На рис. 10.2 и 10.3 представлены зависимости среднего за время охлаждения в пленочном режиме теплового потока от числа Rem и степени недогрева. При рассмотрении этих графиков можно сделать следующие выводы:
1. Стабилизация теплового потока по длине накатанных труб происходит быстрее, чем в гладкой трубе.
Предыдущая << 1 .. 93 94 95 96 97 98 < 99 > 100 101 102 103 104 105 .. 110 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed