Теплоотдача при кипении. Режимы кипения. Физическая модель процесса развитого кипения. Минимальный (критический) радиус пузырька.

ОТВЕТ:

Теплообмен при кипении.

Поскольку большинство процессов перевода тепловой энергии в электрическую происходит путем превращения жидкости в пар, одним из важнейших процессов является теплообмен при кипении.

Кипением называется процесс парообразования внутри объема жидкости или на поверхности нагрева. Следовательно, процесс кипения можно инициировать путем нагрева поверхности или тепловыделения в объеме жидкости.

Наибольший для практики интерес представляет кипение на поверхности. Для возникновения парового пузыря необходим некоторый перегрев жидкости относительно температуры насыщения, при этом величина этого перегрева зависит от свойств жидкости и наличия центров парообразования, в качестве которых выступает шероховатость. В зависимости от мощности подводимого теплового потока, на поверхности могут образовываться либо отдельные паровые пузырьки, либо сплошная пленка пара. В зависимости от этого кипение называется пузырьковым, либо пленочным.

При пузырьковом режиме кипения жидкость непосредственно контактирует с поверхностью между центрами парообразования.

При пленочном кипении жидкость отделена от поверхности сплошной пленкой пара.

При этом поскольку теплопроводность пара намного меньше, чем у жидкости, тепловой поток резко уменьшается, поэтому переход от пузырькового режима к пленочному сопровождается резким увеличением температуры поверхности. Переход от пузырькового режима к пленочному называется кризисом теплоотдачи.

Пузырьковое кипение.

Пузырек имеет сферическую форму, если температура жидкости в которой он растет выше чем температура насыщения. Если пузырек пара растет в недогретой жидкости, чаще всего он имеет полусферическую форму, при этом на его нижней поверхности идет испарение, на верхней границе идет конденсация, при этом скорость роста пузырька зависит от соотношения этих процессов.

При увеличении теплового потока до значения q_критич наступает момент, когда пузырьки полностью отделяют жидкость от нагреваемой стенки, этот момент называется кризисом кипения.

27. Теплоотдача при кипении в большом объеме. Зависимость коэффициента теплоотдачи от плотности теплового потока. Кривые кипения. Явление кризиса и его физическая природа.

28. Теплоотдача при развитом пузырьковом кипении жидкости в большом объеме.

Структура обобщенного уравнения.

Основные законы теплового излучения. Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана. Спектральное распределение энергии по Планку. Закон смещения Вина. Теплообмен излучением между параллельными пластинами, разделенными прозрачной средой. Роль экранов.

ОТВЕТ: