Обработка результатов экспериментов.

1.Расчитывают поверхность проволочки

, м²

2.Расчитывают плотности теплового потока, соответствующие четырем характерным режимам кипения, данные расчета заносят в таблицу

, Вт/м²

3.Расчитывают среднее значение критической плотности теплового потока

, Вт/м²

4.Определяют расчетные значения q_кр по формуле (1), проводят количественное сравнение с опытным значением.

Контрольные вопросы

1.Что такое кризисы кипения?

2.Чем отличается первая критическая плотность теплового потока от второй?

3.От чего зависит и как зависит значение q_кр1?

4.Каковы особенности протекания процесса кипения при различных способах нагрева поверхности?

5.Что происходит с поверхностью нагрева в момент наступления 1-го кризиса кипения при различных способах нагрева?

6.Как устроена экспериментальная установка? Какова методика проведения опытов и обработки полученных данных?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА НА ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ТРУБЕ

Задание

Изучить визуально и описать характер процесса пленочной конденсации паров воды на горизонтальной трубе при атмосферном давлении. Определить экспериментально и расчетным путем средний коэффициент теплоотдачи при конденсации, сопоставить результаты.

Литература

1. [1] стр. 226-245

2. [2] стр. 138-154.

Теоретические положения

Конденсация – фазовый переход вещества из парообразного в жидкое состояние. Происходит либо в объеме пара, либо на поверхности раздела фаз при обязательном условии: температура поверхности должна быть ниже температуры насыщения, т.е. t_с<t_н. Для конденсации в объеме необходимо также наличие центров конденсации, в качестве которых могут служить мельчайшие твердые или жидкие частицы. При конденсации паров на поверхностях, смачиваемых жидкостью, чаще всего наблюдается пленочная конденсация, а на несмачиваемых – капельная.

Основным термическим сопротивлением процесса теплообмена при поверхностной конденсации является сопротивление тепло-проводности пленки конденсата R_пл=_пл/_ж. Так как толщина пленки очень мала (_пл=10^-4…10^-5 м), теплообмен при конденсации отличается высокой интенсивностью. Большая интенсивность теплообмена достигается при капельной конденсации, но этот вид конденсации трубно реализуем в промышленных условиях. Обычно в конденсаторах имеет место пленочная конденсация. В процессе конденсации выделяется теплота фазового перехода и отводится холодной стенкой.

Интенсивность теплообмена при конденсации зависит от многих факторов: рода жидкости, ее теплофизических свойств, давления насыщения, разности температур насыщения и стенки, формы, размеров, ориентации и шероховатости поверхности, на которой происходит конденсация, наличия различных примесей в паровой фазе, скорости и направления движения пара и т.д. Присутствие в паре неконденсирующихся газов (например, воздуха) даже в очень малых количествах (долях процента) существенно уменьшает коэффициент теплоотдачи.

Для расчета среднего коэффициента теплоотдачи при конденсации чистых паров на горизонтальной трубе Нуссельтом при учете ряда допущений была получена следующая зависимость:

, Вт/(м²К)

Теплофизические свойства жидкости, входящие в эту формулу, следует выбирать по средней температуре пленки конденсата (таблицы 5 и 6 приложения данного сборника), а теплоту парообразования – по t_н