Теплоотдача при кипении жидкости

Характер кипения и его интенсивность зависят от разности температур поверхности стенки, отдающей тепло и tкип. жидкости, т.е. от ?t = tст. — tкип. ?t тем больше, чем больше q – удельная тепловая нагрузка поверхности нагрева – или плотность теплового потока:

Теплоотдача при кипении жидкости (Вт/м2).

При небольших q образование пара на обогреваемой поверхности происходит лишь в отдельных ее точках ( на центрах парообразования – бугорки на шероховатой поверхности, загрязнения и т.п.).

С возрастанием ?t или повышением давления число центров парообразования увеличивается, и кипение становится более интенсивным.

Если кипение происходит в большом объеме при малых ?t , а значит небольших q (при атм.давлении ?t 5о, q 5 3 ккал/м2час), то процесс определяется в основном естественной конвекцией и ? можно приближенно определить по формулам для естественной конвекции.

С возрастанием q интенсивно образующиеся пузырьки пара способствуют увеличению скорости движения жидкости, ? при этом увеличивается. Режим кипения в данном случае называется пузырьковым.

Теплоотдача при кипении жидкости При дальнейшем увеличении ?t или q образующиеся пузырьки сливаются между собой и на поверхности теплообмена образуется сплошная пленка пара. ? резко уменьшается. Этот режим называется пленочным.

Характер изменения ? и q от ?t иллюстрируется на рисунке. Видно, что ? сильно возрастает с увеличением ?t при пузырьковом режиме кипения, достигает max в критической точке и резко уменьшается при переходе к пленочному режиму и не зависит от ?t в пленочном режиме.

q изменяется аналогично. В области пленочного режима q пропорциональна ?t.

Оптимальным является режим приближающийся к критическому. Для воды – при атммосферном давлении.

qкр. ~ 106 Вт/м2; ?кр. ~ 104 Вт/м2*К.

Коэффициент теплоотдачи ? для воды для пленочного режима, естественной конвекции и давлениях от 0,2 до 100 атм. определяется по формулам:

? = Aq0,7.

А – зависит от физических cвойств жидкости. Для других жидкостей, особенно растворов, определение ? сложнее. Следует пользоваться справочными данными.

С увеличением P ? снижается.

Модель испарения и кипения жидкости


Читать еще…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: