Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Крейт Ф. -> "Основы теплопередачи" -> 154

Основы теплопередачи - Крейт Ф.

Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи — М.: Мир, 1983. — 512 c.
Скачать (прямая ссылка): osnteploper1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 148 149 150 151 152 153 < 154 > 155 156 157 158 159 160 .. 177 >> Следующая

Рис. 8.4. Пузырьковое кипение воды на проволоке. (С разрешения Дж. Кастл-са.)
M
¦
Рис. 8.5. Пленочное кипение воды на проволоке (С разрешения Дж. Кастл-са.)
стенки в этом режиме устойчивого пленочного кипения довольно высока, значительная часть суммарного количества тепла передается излучением.
Конденсация, кипение и массообмен 443
Максимальная плотность теплового потока при пузырьковом режиме кипения, отмеченная точкой а на рис. 8.3, требует особого внимания. Температурный напор, соответствующий точке а, известен как критический температурный напор. Если проволока или поверхность, от которых отводится тепло, обогреваются электрическим током, увеличение плотности теплового потока выше точки а требует перехода к точке ft, чтобы отвести выделяющееся тепло. Поскольку во многих случаях температурный напор в точке Ь настолько велик, что температура поверхности превышает точку плавления, проволока плавится и происходит «пережог» [19]. Только если очень быстро уменьшить подвод тепла ниже критической плотности теплового потока в момент, когда система достигает точки а, можно реализовать переходный режим кипения и, наконец, достигнуть устойчивого пленоч-ногог режима кипения (область 5 на рис. 8.3). Фотографии на рис. 8.4 и 8.5 иллюстрируют механизмы пузырькового и пленочного режимов кипения соответственно.
Корреляция данных по теплообмену при кипении
При пузырьковом кипении интенсивность теплообмена в сильной степени зависит от турбулентности жидкости, генерируемой пузырями вблизи поверхности. Пузыри образуются вследствие расширения захваченного газа или пара в небольших впадинах или трещинах на поверхности. Их поведение зависит от температуры и давления жидкости [20J, а также от поверхностного натяжения на границе раздела жидкость — пар.
Для корреляции экспериментальных данных по теплообмену при пузырьковом кипении используется безразмерный параметр, учитывающий турбулизацию и смешение в процессе кипения. Этот параметр представляет собой число Рейнольдса Re6, которое построено по среднему диаметру пузыря Db, массовой скорости ПуЗЫрЯ Gb И ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ Ji/ в виде
Re*=^- (8.18)
Этот параметр можно рассматривать в качестве числа Рейнольдса для пузыря и использовать его для расчета числа Нуссельта Nub с использованием уравнения вида
Nu6 = -??. = ф (Re,) ф (Pr,), (8.19)
где Pn—число Прандтля насыщенной жидкости и Ііь — коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении, определяемый как
При пузырьковом кипении температурный напор заменяет разность температур между поверхностью и объемом жидкости,
444 Глава 8
которая используется при определении обычного конвективного коэффициента теплоотдачи в однофазной жидкости.
Кипение в большом объеме
На основе анализа экспериментальных данных Розенау [21] модифицировал уравнение (8.19) с помощью упрощающего предположения и получил следующее корреляционное безразмерное уравнение для пузырькового кипения в большом объеме:
-CA-^- л/ , 0 , . (8.21)
и V S(Pi-Pv) J
ci&Tx =с г qIA Vr!>7 "Li*/*,,
&
МО6
5-Ю5
где Ci — теплоемкость насыщенной жидкости, Дж/ (кг • град); ATx = TS — Гнас — температурный напор, К; q/A — плотность
теплового потока, Вт/м2; 5.10б|-1-г4^-Жтт\ I—H hf* ~~ скрытая теплота испарения, Дж/кг; g — ускорение свободного падения, м/с2; pi — плотность насыщенной жидкости, кг/м3; рг, — плотность насыщенного пара, кг/м3; о — поверхностное натяжение на границе раздела жидкость — пар, Н/м; JLi/ — вязкость жидкости, Н-с/м2; Сsf — безразмерная эмпирическая постоянная, зависящая от природы поверхности нагрева и жидкости, численное значение которой изменяется от системы к системе; Pr/ — число Прандтля для жидкости (безразмерное).
Эмпирическая постоянная CSf зависит от шероховатости поверхности кипения и ее смачиваемости данной жидкостью. Ее значение необходимо определять опытным путем для каждой комбинации поверхность— жидкость. На рис. 8.6 показаны экспериментальные данные, полученные Аддомсом для случая кипения воды в большом объеме на платиновой проволоке малого диаметра при различных давлениях насыщения [22]. На рис. 8.7 представлена
ыо5
Рис. 8.6. Плотность теплового потока в зависимости от температурного напора при пузырьковом кипении воды на электрически нагреваемой платиновой проволоке диаметром 0,6 мм [49].
Конденсация, кипение и массообмен 445
корреляция этих данных с помощью уравнения Розенау с использованием комплекса параметров, входящего в квадратных скобках в правую часть уравнения (8.21)
я/а
л/тог="
Po)
в качестве ординаты и комбинации параметров в левой части уравнения (8.21)
сі АГ*
в качестве абсциссы. Тангенс угла наклона линии, проходящей через экспериментальные точки, равен 0,33, а эмпирическая постоянная CSf равна 0,013. С помощью этих двух эмпирических
(
100
T—I 1 I/ IUl
1 1 1 I I I Ul Ч
о 1 МН/м* а 2,6 МН/м2 • 5.2МН/М* A 8,2 МН/м2 X 10,9 МН/м2 о 16,8 МН/м2
I I I I 111
1,0
Рис. 8.7. Корреляция данных по теплообмену при кипении в большом объеме по методу Розенау [49].
постоянных экспериментальные данные, охватывающие диапазон давлений 1—15 МПа, обобщаются достаточно удовлетворительно. Значения постоянной CSf для различных комбинаций жидкость — поверхность приведены в табл. 8.2. Некоторые значения поверхностного натяжения для воды на границе раздела пар — жидкость при различных температурах насыщения даны в табл. 8.3.
Предыдущая << 1 .. 148 149 150 151 152 153 < 154 > 155 156 157 158 159 160 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed