Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Крейт Ф. -> "Основы теплопередачи" -> 146

Основы теплопередачи - Крейт Ф.

Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи — М.: Мир, 1983. — 512 c.
Скачать (прямая ссылка): osnteploper1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 140 141 142 143 144 145 < 146 > 147 148 149 150 151 152 .. 177 >> Следующая

Ze=Z*±^ + Zh (7.85)
Теплообменники 423
где Zh — длина обогреваемого участка, Z0— длина охлаждаемого участка и Zi — длина изолированного участка между обогреваемым и охлаждаемым участками. Когда средняя часть тепловой трубы обогревается, а остальная часть охлаждается, эффективная длина равна
Z6 =1&±Ь.Л (7.86)
Хотя артериальная система фитиля представляется идеальной, необходима дополнительная капиллярная сетка для распределения жидкости по всем поверхностям, на которых осуществляются подвод и отвод тепла. Вследствие этого осложнения артерии обычно используются для систем, в которых возможно возникновение кипения в фитиле, если сетка, служащая для поддержания возвращающейся жидкости, размещена на пуги подвода тепла. (Последствия такого кипения будут рассмотрены ниже.)
Уравнение (7.81) по существу аналогично уравнению (7.82), за исключением того, что оно учитывает число канавок и эффективный радиус канавки ге, определяемый из соотношения для эквивалентного радиуса:
Площадь поперечного сечения потока Смоченный периметр
Хотя открытые канавки подвержены взаимодействию пара и жидкости, которое вызывает возникновение волн, но не унос жидкости, это взаимодействие можно подавить, закрыв канавки сеткой с мелкими ячейками. Поскольку сетка размещается на границе раздела жидкости и пара, мелкие поры сетки способствуют развитию значительных капиллярных сил для циркуляции жидкости, тогда как канавки обеспечивают меньшее ограничение движению потока возвращающейся жидкости. Этот основной тип фитиля называется составным фитилем.
Сетчатые составные фитили изготавливают, наматывая слой мелкоячеистой сетки на оправку, а затем второй слой более крупной сетки. Эту сборку помещают в обойму, диаметр которой уменьшают до тех пор, пока внутренняя стенка не коснется сетки с крупной ячейкой. Величину Ь/ег* в уравнении (7.82) можно затем определить путем измерений потока жидкости через сетку, прежде чем оправка будет удалена.
Идеальный фитиль для жидких металлов, используемых в качестве теплоносителя, состоит из внутренней пористой трубы, отделенной от внешней обоймы зазором, образующим свободный кольцевой канал для возврата жидкости. Падение давления в концентрическом кольцевом фитиле (уравнение 7.83) получено из уравнения Пуазейля для потока между двумя
424 Глава 7
параллельными пластинами. Хотя это уравнение не обладает точностью уравнения, описывающего течение потока между концентрическими цилиндрами, им легче пользоваться, и можно получить достаточно точные результаты при условии, что ширина кольцевого канала мала по сравнению с его средним диаметром. Уравнение (7.84) получено для серповидного кольцевого фитиля в предположении, что смещение фитиля описывается косину-соидальной функцией; ширина канала принимает удвоенное значение на вершине трубы, становится равной нулю у ее основания и остается без изменения на боковых сторонах трубы.
На рис. 7.26 ограничение, связанное с капиллярной структурой фитиля, представлено сплошной линией, соединяющей точки 3 и 4. Хотя это ограничение соответствует температурам, при которых существенную роль играет падение давления в жидкой фазе, влияние значительного перепада давления в паровом потоке при низких температурах указано пунктирной линией.
Ограничения, связанные с кипением
В большинстве двухфазных потоков образование паровых пузырей в жидкой фазе (кипение) усиливает конвекцию, посредством которой происходит перенос тепла. Такое кипение обычно трудно воспроизвести в жидкометаллических системах, поскольку жидкость стрехмится заполнить центры парообразования, необходимые для зарождения пузырей. В тепловой трубе конвекция в жидкости не обязательна, поскольку тепло подводится к тепловой трубе теплопроводностью через тонкий насыщенный жидкостью фитиль. Более того, образование паровых пузырей нежелательно, поскольку они могут вызвать образование перегретых участков и нарушить работу фитиля. Поэтому тепловые трубы перед использованием обычно подвергают изотермическому нагреву, что позволяет жидкости смочить внутреннюю стенку тепловой трубы и заполнить все, даже самые наименьшие центры парообразования.
Кипение может начаться при высоких плотностях теплового потока и высоких температурах. Кривая, соединяющая точки 4 и 5 на рис. 7.26, рассчитана с помощью уравнений
где Pi — давление пара внутри пузыря; Pl — давление в окружающей жидкости; г —радиус наибольшего центра парообразования; S — площадь поверхности, к которой подводится тепловой поток; k — эффективный коэффициент теплопроводности*
(7.88)
д k(Tw- Tv) S t
(7.89)
Теплообменники 425
насыщенного жидкостью фитиля; Tw — температура внутренней поверхности тепловой трубы; Tv — температура на границе раздела жидкость — пар и / — толщина фитиля.
Поскольку обычно размеры центров парообразования в любой системе неизвестны, невозможно рассчитать момент возникновения кипения. Однако уравнения (7.88) и (7.89) показывают, какие факторы влияют на процесс кипения. Например, если центры парообразования малы, то для роста пузырей необходимы большие разности давлений. При заданной плотности подводимого теплового потока разность давлений будет зависеть от толщины и коэффициента теплопроводности материала фитиля, температуры насыщения пара и падения давления в паровой и жидких фазах. Падение давления часто не учитывается, поскольку оно не является определяющим фактором при обычней обработке данных по кипению.
Предыдущая << 1 .. 140 141 142 143 144 145 < 146 > 147 148 149 150 151 152 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed