Навигация
Теплообмен при фазовых превращениях
42927
знаков
5
таблиц
24
изображения
2.4 Теплообмен при фазовых превращениях
Теплообмен с фазовыми превращениями – кипение
Фазовый переход
Ps – давление насыщенного пара
ts – температура насыщения
P=Cte –парообразование при постоянных р и Т
Lv - скрытая теплота парообразования образование пузырьков
d - поверхностное натяжение, r - радиус кривизны
Dр»DТ (перегрев)
если г ® 0, Dр ® ¥ (пузырьки зарождаются всегда на поверхности)
поверхность нагрева и ее свойства играют важнейшую роль в парообразовании (пузырьки формируются преимущественно на шероховатой поверхности, которая образует микропузырьки ® "активные центры парообразования" или "зародыши")
форма и размеры пузырьков варьируются в зависимости от смачивания
кипение в непроточной воде или "в сосуде" (объемное):
Изменение температуры происходит в пограничном слое на стенке. Механизм и различные режимы кипения зависят главным образом от этой разницы температур.
Режимы кипения:
Вода с давлением 0,1 Мра
зона 1: свободная конвекция (еще нет возникновения пузырьков, т.к. ТН>Тw).
зона 2: пузырьковое кипение ( пузырьки поднимаются вверх и вызывают есте- ственную циркуляцию)
зона 3: переходное кипение
зона нестабильности (только при данной ТН)
зона 4: пленочное кипение, продолжается образование пара пленки (изоляция), которое сопровождается передачей тепла
Критическая точка кипения с: нагрев при известном потоке затруднен из-за пленки пара, поэтому температура Тw резко возрастает (® плавление)
Теплообмен: ® в общем случае расчётные формулы очень громоздки (большое количество параметров)
аппроксимация по Фритцу:
для воды (р = 0,01 … 15Мра) в
зоне пузырькового кипения
Теплообмен при фазовых превращениях – конденсация
Вид конденсации: ® зависит существенно от взаимодействия “жидкость – стенка”
Плёночная конденсация (жидкость смачивает поверхность): a=8000..12000 Вт/(м2К) значения для водяного пара
Капельная конденсация (жидкость не смачивает поверхность): a=30000..40000 Вт/(м2К)
Плёночная конденсация на вертикальной стенке:
®
Теория Нуссельта (опубликована в 1916)
Фундаментальная гипотеза:
стационарный режим
насыщенный пар (с температурой ТН) в состоянии покоя
ТW – постоянна
стекание плёнки конденсата вниз в ламинарном режиме (под действием силы тяжести)
теплообмен осуществляется теплопередачей сквозь достаточно тонкую плёнку, поэтому градиент температуры через плёнку остаётся постоянным.
скрытая теплота парообразования бесконечно мала, если Рнас << Ркрит
L – высота охлаждаемой поверхности (для горизонтальной трубы используют L = 2,5d
rL – плотность жидкости
l - коэффициент теплопроводности 
n - кинематическая вязкость
- средняя скорость в плёнке
- гидравлический диаметр = 4b (b: толщина плёнки)
- смачиваемый периметр
- массовый расход конденсата на единицу длины для водяного пара и ТН:
Похожие работы
... івник стає одним з основних теплосприймальних елементів котельного агрегату. Для виготовлення труб-пакетів пароперегрівника, що працюють у дуже важких температурних умовах, застосовуються дорогі леговані сталі. За видом теплообміну пароперегрівники поділяються на конвективні, напіврадіаційні і радіаційні; за розміщенням змійовиків – на вертикальні і горизонтальні. У старих конструкціях котлів ...
... на велику витрату металу на зовнішні труби, що не беруть участь в теплообміні; - трудність очищення міжтрубного простору. 2. Місце і призначення проектованого апарата в технологічній схемі Теплообмінник типу «труба в трубі» використовується в процесі згущення продуктів, що є підготовчим етапом перед висушуванням бульйону. Процес згущення протікає наступним чином: Бульйон всмоктується у вирі ...
... , Х17Н12М2Т. Для виготовлення кришок застосовується двошарові сталі Ст3+10Х18Н10Т та 20К+Х17Н13М2Т та ін. Для виготовлення прокладок застосовують гуму, пароніт, фторопласт, азбестовий картон та ін. Спіральні теплообмінні апарати для рідини складаються із корпуса з тупиковими каналами, двох плоских кришок по торцям із прокладками, чотирьох штуцерів для введення та виведення теплообмінювальних ...
... ее установленную мощность: (37) Рассчитав по формуле (37) количество изделий, необходимо сравнить получающуюся при этом продолжительность нагрева изделий [по формуле (35)] с допустимой по технологии. 3. Особенности нагрева длинномерных изделий в электрических конвекционных печах периодического действия Большое количество различных длинномерных полуфабрикатов (профили, трубы, листы и т. ...
0 комментариев