Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Коэффициент теплоотдачи



 

Коэффициент теплоотдачи a, Вт/(м2К), – это коэффициент пропорциональности в законе Ньютона, характеризующий интенсивность теплоотдачи.

Величина коэффициента теплоотдачи при кипении зависит от большого числа различных факторов: а) физических свойств жидкости;
б) чистоты жидкости; в) ее температуры и давления; г) геометрической формы, размеров и ориентации в пространстве поверхности теплообмена; д) материала и шероховатости (чистоты обработки) поверхности;
е) величины перегрева жидкости и т.п. Поэтому определение коэффициента теплоотдачи при кипении – весьма трудная задача.

Различают локальное (в данной точке поверхности) и среднее по поверхности теплообмена значение коэффициента теплоотдачи

 

a=Q/(F×Dtc), (5)

 

то есть коэффициент теплоотдачи численно равен тепловому потоку, передаваемому через единицу поверхности теплообмена при температурном напоре в 10C (1 К).

Выражение (5) позволяет рассчитать коэффициент теплоотдачи на основе экспериментального определения величин Q, F и Dtc.

Режимы кипения (теплоотдачи)

 

Физический механизм кипения и интенсивность теплоотдачи зависят от величины перегрева стенки (4). Выделяют три основных режима кипения: пузырьковый, переходный и пленочный (рис.2).

 

Пузырьковый режим

Радиус межфазной поверхности пузырька-зародыша пропорционален размеру образующей его микрошероховатости на поверхности стенки. Поэтому в начале пузырькового режима кипения, при незначительном перегреве жидкости, «работают» лишь крупные центры парообразования, поскольку пузырьки-зародыши малых центров имеют радиус меньше критического. С увеличением перегрева жидкости активизируются более мелкие центры парообразования, поэтому количество образующихся пузырей и частота их отрыва возрастают.

В результате интенсивность теплоотдачи чрезвычайно быстро увеличивается (см. рис.2, область 2). Коэффициент теплоотдачи (a) достигает десятков и даже сотен тысяч Вт/(м2К) (при высоких давлениях). Это обусловлено большой удельной теплотой фазового перехода и интенсивным перемешиванием жидкости растущими и отрывающимися пузырьками пара.

Режим пузырькового кипения обеспечивает наиболее эффективную теплоотдачу. Этот режим применяется в парогенераторах тепловых и атомных электростанций, при охлаждении двигателей, элементов конструкции энергетических, металлургических, химических агрегатов, работающих в условиях высоких температур.

Теплоотдача при пузырьковом режиме пропорциональна количеству действующих центров парообразования и частоте отрыва пузырей, которые, в свою очередь, пропорциональны максимальному перегреву Dtс жидкости и давлению pн. В силу этого средний коэффициент теплоотдачи может быть рассчитан по формуле вида

 

a=C1×(Dtс)n×pнz, (6)

 

или после подстановки условия (3) в виде Dtс=q/a получим:

 

a=C2×qm×pнk, (7)

 

где C1, C2, k, z, m, n – эмпирические постоянные; Dtс – перегрев стенки, 0С; рн – давление насыщения (внешнее давление жидкости), бар; q – поверхностная плотность теплового потока, Вт/м2.

Формулу (6) используют в расчетах пузырькового кипения при граничных условиях первого рода. В этом случае регулируемой (заданной) величиной является температура стенки и, следовательно, перегрев жидкости (4), а формулу (7) применяют в расчетах кипения при граничных условиях второго рода (регулируемая (заданная) величина – плотность теплового потока (q) на поверхности стенки).

Рис. 2. Кривые теплоотдачи при кипении

1 – конвективная область без кипения; 2 – область пузырькового кипения; 3 – переходная область; 4 – область пленочного кипения; 5 – участок пленочного кипения со значительной долей передачи тепла излучением; кр1, кр2 – соответственно точки первого и второго кризисов кипения

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.