КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ
Кипением называется процесс образования пара внутри объема жидкости на поверхности нагрева; в зависимости от температурного напора Dt = tC - tН,где tC - температура стенки, tН - температура насыщения, могут наблюдаться три различных режима кипения: пузырьковый, переходный и пленочный. При пузырьковом кипении воды в большом объеме коэффициент теплоотдачи может быть рассчитан по формуле [1] где РН - давление, бар; q - плотность теплового потока, Вт/м2. Формула применима в диапазоне от 1 до 200 бар. Расчет теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости в большом объеме при известной плотности теплового потока выполняется по критериальным уравнениям [2,3]: при Rе > 0.01 ( 3.1 ) при Rе < 0.01 , ( 3.2 ) где
Теплофизические свойства l, r, n, cP, r/, d для жидкости и r// для пара определяются при температуре насыщения tН. Если задан температурный напор Dt,то a рассчитывается по уравнениям [2]: при , ( 3.3 ) при , ( 3.4 ) Расчет теплоотдачи при пленочном кипении на горизонтальных трубах в большом объеме следует выполнять по формуле [1;2]: где - эффективная теплота фазового перехода, учитывающая перегрев пара в пленке; d - диаметр трубы. Физические свойства в этой формуле (за исключением плотности r/) относятся к паровой фазе. Их следует выбирать по средней температуре пара: . Расчет теплоотдачи при пленочном кипении на поверхности вертикальных труб может выполняться по формуле [1;2] Физические свойства в этой формуле следует выбирать так же при средней температуре пара. При вынужденном движении кипящей жидкости в трубах коэффициент теплоотдачи может быть подсчитан по формулам [2]: при ; при ; при , где a - коэффициент теплоотдачи при вынужденном движении кипящей жидкости в трубах; aК - коэффициент теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении в большом объеме, определяемый по формулам (3.1), (3.2) или (3.3), (3.4); aW - коэффициент теплоотдачи при турбулентном режиме движения однофазной жидкости в трубах, определяемый формулой (2.3).
Задача 3.1
На наружной поверхности трубы кипит вода под давлением р. Плотность теплового потока на поверхности трубы q. Определить температуру поверхности трубы: а) если поверхность чистая; б) если поверхность покрыта слоем накипи толщиной d. Определить также термическое сопротивление накипи. Принять, что за счет шероховатости накипи коэффициент теплоотдачи на ее поверхности возрастает в 2 раза по сравнению с кипением на чистой поверхности. Исходные данные для решения задачи выбрать из табл. 3.1
Таблица 3.1
Задача 3.2
Определить коэффициент теплоотдачи и плотность теплового потока, отводимого конвективным путем от поверхности трубы диаметром d в пленочном режиме кипения воды, находящейся под давлением р, если температура поверхности трубы tC. Расположение труб в пространстве может быть горизонтальным или вертикальным. Исходные данные для решения задачи выбрать из табл. 3.2
Таблица 3.2
Задача 3.3
В трубе внутренним диаметром d движется кипящая вода со скоростью w . Вода находится под давлением р. Определить тепловую нагрузку q и коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей воде, если температура внутренней поверхности трубы tС. Исходные данные для решения задачи выбрать из табл. 3.3
Таблица 3.3
|