48,49. Теплоотдача при кипении жидкостей. Кризис теплоотдачи при кипении в тубах

Процесс теплоотдачи при кипении жидкости отличается весьма большой сложностью. В зависимости от конкретных внешних условий наблюдается большое многообразие гидродинамических форм потока при кипении и чрезвычайная сложность отвечающих им количественных закономерностей для теплоотдачи. Поэтому строгой теории для процесса теплоотдачи при кипении жидкости пока не существует. В приближенных теориях могут быть использованы различные подходы к процессу теплообмена. Одним из важных направлений теории теплообмена при кипении жидкости является нахождение количественных связей между характеристиками микрокипения (размеры, характерные скорости движения пузырей, частота отрыва, число центров и др.) и интегральными характеристиками (q, ), необходимыми для технических расчетов. Может быть использован подход, в котором коэффициент теплоотдачи выражается через величины, определяющие тепловую проводимость жидкой прослойки под паровыми пузырями. Чаще всего количественная связь между коэффициентом теплоотдачи и факторами, от которых он зависит, устанавливается экспериментальным путем с использованием теории подобия.

НИЖЕ ГРАФИК

1- однофазная конвекция

2 – пузырьковый ржим

3 – снарядный режим

4 – дисперсно – кольцевой

5 – режим влажного пара

6 – перегретый пар

Когда Тс поднимается выше т-ры критической – это наз кризисом теплообмена II рода.

По литературным данным при малом паросодержании ( x<2%) начинается пузырьковый режим , когда пузырьки объединяются в крупные ( x=8-10%) пузырьковый сменяется снарядным режимом. При изменении величины x c 8-14% снарядный режим переходит в дисперсно-кольцевой. При этом режиме стенки трубы омываются только паром , в котором находятся частицы воды , охлаждение трубы ухудшается и в конце этого режима наблюдается резкий рост т-ры стенки трубы , т.е. наблюдается кризис теплоотдачи.

50. Гидравлическое сопротивление труб и трубных экранов. Расчет сопротивлений. Изменение свойств рабочего тела в тракте парогенератора.

При рассмотрении гидродинамики трубных элементов обычно исходят из того что рабочее тело движется внутри трубы.При движении в трубе воды,пароводяной смеси,пара за счет сопротивления создается перепад давления между любым ее сечением.Полный перепад давления между двумя произвольными сечениями равен:

- сумма потерь напора от местных сопротивлений Па;

-суммарное изменение статического давления в коллекторе Па;

-потери напора от ускорение напора Па;

-невелирный перепад давления Па.

Потери напора от трения при изотермическом движении воды в трубах могут быть определены по уравнению Дарси-Вейсбаха:

-приведенный коэффициент трения.

Сопротивление трения для пароводяной смеси (двухфазный поток) можно определить по той же формуле ,что и для однофазной заменив скорость однофазного потока скоростью пароводяной смеси однако при этом должно быть соблюдено условие гомогенности двухфазного потока.

Потери на местные сопротивления:

–коэффициент местного сопротивления определяется по справочнику.

Но формула справедлива для однофазной среды.При использовании двухфазной среды следует принимать:

- условный коэффициент местного сопротивления для смеси.

Потери давления на ускорение возникают как разность количеств движения в конце и в начале элемента вызываются они изменением объема ,а следовательно скоростью.Изменение скорости может возникать от увеличения паросодержания потока при обогреве,от уменьшения сечения в отсутствии обогрева или от обеих причин.В связи с этим масса потока которая не изменяется должна приобрести другую скорость на что затрачивается энергия.

формула справедлива для однофазной жидкости.

-объемы в начале и конце сечения.

Для двух фазной среды когда Р<Pкр.

Потери на ускорение следует подсчитывать только при сверх кретических параметрах и высоких тепловых нагрузках ,когда при одностороннем нагреве q 465 кВт/

При подъемном движении учитывается с положительным знаком и с отрицательным при опускном движении.В системах с подъемно-опускным движением рабочей среды когда входной и выходной коллектора находятся на одном уровне значение , так как среда обогревается и изменяется ее плотность. В этом случае

-средние плотности рабочей среды на подъемном и опускном участках.

- потери напора вызванные изменением статических давлений по оси коллектора.В гидродинамических расчетах коллекторный эффект учитывается только при определении тепло-гидравлической развертки.

Наибольшее давление имеет место в ПВД запитательным котлом, а наименьшее – в конденсаторе. Для установок сверх критического давления этот диапазон составляет от 32 до 0,003МПа. Для парогенераторов высокого давления от 17 до 0,003МПа. Барабанные и прямоточные котлы работают при докритическом давлении. Обычно t конденсата при нагреве его в системе ПНД изменяется от 30 до 162 , а в системе ПВД – от 105 до 270 В соответствующих участках тракта давление изменяется от 0,3 до 17МПа - при высоком давлении и 0,3 – 32МПа - при сверхкритическом давлении. Все изменения давления и температуры рабочей среды по водопаровому тракту отражаются на теплофизических параметрах рабочей среды. Эти параметры могут использоваться при выполнении теплотехнических расчетов.