- •2 Теплопроводность. Закон Фурье.
- •3 Стационарная теплопроводность через плоскую стенку
- •4 Стационарная теплопроводность через цилиндрическую стенку однослойную и многослойную.
- •8.Общие сведения о конвективном теплообмене.
- •9 Динамический и тепловой пограничный слой и их влияние на теплоотдачу
- •10.Основные факторы влияющие на коэффициент теплоотдачи и пути интенсификации теплоотдачи..
- •11. Основные числа (критерии) подобия теплообмена и гидродинамики.
- •12 Уравнение подобия ковективного теплообмена
- •15 Теплоотдача при поперечном обтекании вынужденным потоком и трубных пучков
- •17 Виды конденсации. Теплоотдача при плёночной конденсации пара
- •21 Лучистый теплообмен исходные понятия
- •23 Теплообмен излучением между телами в прозрачной среде
- •26 Средний температурный напор
- •29 Теплопроводность при нестационарном режиме
- •30 Для пластины(бесконечн).
17 Виды конденсации. Теплоотдача при плёночной конденсации пара
Конденсация- это переход пара в жидкость.
Конденсация будет иметь место когда
Два вида конденсации:
Если конденсат смачивает поверхность то это плёночная конденсация, пар отделён от поверхности плёнкой.
Если не смачивает то капельная, при капельной пар контактирует с поверхностью.
Коэффициент теплоотдачи в капельной больше
Рассмотрим плёночную конденсацию:
На поверхности может быть скачёк температур
Всё сопротивление теплоотдачи представляет собой плёнку
; ;
Переход в турбулентный
Для нашей практики это происходит на высоте 3-5 м
Возникает волновое течение это несколько увеличивает теплоотдачу
Коэффициент теплоотдачи:
Ч ем толще плёнка конденсации тем меньше коэф- ент теплооьдачи
получил теоретическое решение. При этом он учёл силы тяжести и вязкости плёнки и что через плёнку теплота проходит только теплопроводностью и получил ф-лу
Влияние волн учитываем так
В среднем по параметрам если принять
А для горизонтальных труб
Перегретый пар
Эффекты: Ориентация поверхности; Наличие растворимых газов; Скорость
18 Кипение – процесс перехода жидкости в пар, нагретой до температуры насыщения, с возникновением границ разделения фаз в объеме жидкости. Происходит только при постоянном подводе теплоты, т.е. температура стенки выше температуры насыщения кипящей жидкости. Различают пузырьковое и пленочное кипение. При пузырьковом кипении пузырьки пара возникают в центрах парообразования, растут и выступают на поверхности жидкости. При высоких значениях температурного напора пузырьков гораздо больше и они сливаются в пленку пара. При таком кипении жидкость отделена пленкой пара, поэтому коэффициент теплоотдачи значительно меньше.
– первый критический тепловой поток
(для воды )
– второй критический тепловой поток
Зона 1 – свободная конвекция
Зона 2 – неразвитое пузырьковое кипение
Зона 3 – развитое пузырьковое кипение
Зона 4 – переходный режим (возникает пленка)
Зона 5 – пленочный режим
Кривая кипения представляет собой гистерезис, т.к. увеличение и уменьшение теплового потока проходят по разным кривым.
19 На поверхности в центрах парообразования возникают пузырьки пара, которые начинают расти при так называемом критическом диаметре (1÷6 микрон при давлении 1 атм). Чем больше значение температурного напора (разность температур стенки и насыщения). Пузырьки отрываются от поверхности при некотором значении диаметра – (для воды при давлении 1 атм – несколько миллиметров). Оторвавшись, пузырек поднимается и растет (в него испаряется жидкость).
С увеличением температурного напора коэффициент теплоотдачи очень сильно растет засчет турбулизации процесса кипения.
Для воды коэффициент теплоотдачи находится согласно уравнению
;
Для аммиака;
2 0. I — область подогрева (экономайзерный участок, до сечения трубы, где Тc=Тн); II — область кипения (испарительный участок, от сечения, где Тc=Тн, hж<hн, до сечения, где Тc>Тн, hсм стремиться к hп); III — область подсыхания влажного пара. Структура потока при кипении жидкости внутри вертикальной трубы, tс и tж - температуры стенки и жидкости. 1 - однофазная жидкость; 2 - поверхностное кипение; 3 - эмульсионный режим; 4 - пробковый режим; 5 - стержневой режим; 6 - влажный пар
Испарительный участок включает в себя области с поверхностным кипением и объемным кипением насыщенной жидкости. Участок трубы с объемным кипением насыщенной жидкости включает в себя области эмульсионного 3, пробкового 4 и стержневого 5 режимов течения (последний называют еще кольцевым режимом в связи с образованием на стенке трубы слоя жидкости). В эмульсионном режиме двухфазный поток состоит из жидкости и равномерно распределенных в ней мелких пузырьков. С дальнейшим увеличением паросодержаиия некоторые из них сливаются, образуя крупные пузыри-пробки, соизмеримые с диаметром трубы. При пробковом режиме пар движется в виде отдельных крупных пузырей-пробок, разделенных прослойками парожидкостной эмульсии; с увеличением паросодержаиия происходит слияние уже крупных пузырей и образование так называемой стержневой структуры потока, при которой в ядре потока сплошной массой движется влажный пар, а у стенки трубы — тонкий кольцевой слой жидкости. Толщина этого слоя постепенно уменьшается по мере испарения; после полного испарения жидкости эта область переходит в область подсыхания 6. Область подсыхания (дисперсный режим) наблюдается лишь в длинных трубах. Увеличение скорости циркуляции при заданных qc, длине трубы и температуре на входе приводит к уменьшению участка с развитым кипением и увеличению длины экономайзерного участка; с увеличением qс при заданной скорости, наоборот, длина участка с развитым кипением увеличивается, а длина экономайзерного участка уменьшается.
Зависимость коэффициента теплоотдачи от параметра x При hсм=hн параметр х формально равен нулю, однако в действительности в ядре потока жидкость еще недогрета, тогда как около поверхности при больших тепловых нагрузках имеется кипящий граничный слой. При входе в канал недогретой жидкости величина x=(hсм—hн)/r совпадает с расходным паросодержанием только для удаленных от входа сечений, где х>0, т. е. в зоне, где вся жидкость достигла температуры насыщения.