Найти в Дзене
Маргарита Александрова
436 подписчиков

Теплоотдача при кипении жидкости

1
1 мин
Кипение жидкости – ее парообразование при температуре насыщения (кипения). В промышленных условиях в наибольшей мере используется пузырьковый режим кипения. В частности, для воды в условиях ее свободной конвекции и вынужденного движения (в последнем случае при сравнительно небольших скоростях жидкости) пузырьковый режим наблюдается, если температурный напор в пограничном слое ΔTст превышает 5–7 К. Здесь ст ст , ΔTTTS = − (4.249) где Tст – температура нагретой поверхности, в контакте с которой находится жидкость, К; TS – температура насыщения (кипения) жидкости, К. При меньших значениях ΔTст наблюдается поверхностное кипение жидкости (кипение ее со свободной поверхности). Для таких случаев коэффициент теплоотдачи рассчитывают как для нагрева жидкости, не изменяющей агрегатного состояния, в условиях свободной конвекции или вынужденного движения. При плотности теплового потока, превышающей критическую кр q , Вт/м2 , пузырьковое кипение прекращается и наступает пленочный режим кипения. Вел

Кипение жидкости – ее парообразование при температуре насыщения (кипения). В промышленных условиях в наибольшей мере используется пузырьковый режим кипения. В частности, для воды в условиях ее свободной конвекции и вынужденного движения (в последнем случае при сравнительно небольших скоростях жидкости) пузырьковый режим наблюдается, если температурный напор в пограничном слое ΔTст превышает 5–7 К. Здесь ст ст , ΔTTTS = − (4.249) где Tст – температура нагретой поверхности, в контакте с которой находится жидкость, К; TS – температура насыщения (кипения) жидкости, К. При меньших значениях ΔTст наблюдается поверхностное кипение жидкости (кипение ее со свободной поверхности). Для таких случаев коэффициент теплоотдачи рассчитывают как для нагрева жидкости, не изменяющей агрегатного состояния, в условиях свободной конвекции или вынужденного движения. При плотности теплового потока, превышающей критическую кр q , Вт/м2 , пузырьковое кипение прекращается и наступает пленочный режим кипения. Величина qкр рассчитывается по специальным зависимостям. Как правило, пленочный режим возникает, если температурный напор в пограничном слое превышает 50–70 К. 4.13.5.2. Коэффициент теплоотдачи α, Вт/(м2 ⋅К), при кипении жидкости в большом объеме и в трубах при вынужденном движении, можно вычислить по формуле ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ ⎛ ⎞⎛ ⎞ ρ λ ρ α= + ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠ ρ −ρ μ σ ⎣ ⎦ 2 1 2 2 3 3 п ж ж 3 жп ж 0,075 0,75 , S q T (4.250) где ρ ρ п ж и – плотности пара и жидкости соответственно, кг/м3 ; ж λ – коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/(м⋅К); μж – динамическая вязкость жидкости, Па⋅с; σ – поверхностное натяжение жидкости, Дж/м2 ; q – плотность теплового потока, Вт/м2 . 78 Для кипящей жидкости q рассчитывается как = αΔ ст q T . (4.251) С учетом (4.251) формула (4.250) может быть приведена к виду ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ ⎛ ⎞ ρ λ ρ α= + Δ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ρ −ρ μ σ ⎣ ⎦ 3 2 3 2 п ж ж 2 ст жп ж 0,075 0,75 . S T T (4.252) 4.13.5.3. При кипении жидкости внутри труб большая точность расчетного значения коэффициента теплоотдачи достигается по сравнению с зависимостью (4.250) при применении формулы 1,3 0,5 0,06 0,6 жжп 0,5 0,6 0,66 0,3 0,3 п0 ж ж 780 , q r c λρρ α = σρ μ (4.253) где r – удельная теплота парообразования, Дж/кг; п0 ρ – плотность пара жидкости при температуре кипения 0 , TS К, при нормальном атмосферном давлении, кг/м3 ; жc – удельная массовая теплоемкость жидкости, Дж/(кг⋅К).