Вопросы для самопроверки

1. Верно ли, что для критического числа Рейнольдса Re_кр≈400, характеризующего при конденсации пара переход от ламинарного режима стекания пленки к турбулентному, определяющим размером служит высота х участка стекающей пленки?

2. Входит ли в число Рейнольдса для пленки конденсата коэффициент теплоотдачи при конденсации?

3. Зависит ли коэффициент теплоотдачи при ламинарном режиме конденсации от температурного напора?

4. Может ли средний коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации неподвижного пара на вертикальной поверхности уменьшаться при увеличении температурного напора?

5. Верно ли, что коэффициент теплоотдачи при капельной конденсации водяного пара больше, чем при пленочной конденсации?

6. При конденсации пара на вертикальных стенках толщина пленки конденсата увеличивается по мере стекания ее вниз. Может ли при этом возрастать коэффициент теплоотдачи (средний или местный)?

2.26. Теплообмен при кипении однокомпонентных жидкостей

Механизм переноса теплоты при кипении. Влияние смачиваемости стенки жидкостью, краевой угол. Рост, отрыв и движение пузырей пара. Минимальный радиус пузыря; число действующих центров парообразования. Режимы кипения жидкости в большом объеме. Первая и вторая критические плотности теплового потока. Расчет критических тепловых нагрузок. Зависимость коэффициента теплоотдачи от давления, физических свойств жидкости, состояния поверхности и других факторов при кипении в большом объеме.

Теплообмен при кипении жидкости в трубах; зависимость коэффициента теплоотдачи от скорости циркуляции, плотности теплового потока и других факторов. Расчет теплоотдачи в трубах. [4].

Методические указания

Изучите классификацию процессов кипения, а для каждого элемента этой сложной классификации - методику определения коэффициентов теплоотдачи, плотности теплового потока или температуры стенки, иногда температуры перегрева жидкости.

Заинтересованность в высокой интенсивности теплообмена заставляет обратить особое внимание на пузырьковый режим кипения. Однако именно для этой области кипения пока не существует строгой теории, а имеются лишь отдельные приближенные решения, которые отличаются различными подходами к процессу кипения. Поэтому при кипении различных жидкостей в неограниченном объеме, рекомендуется пользоваться формулой Г.Н. Кружилина

где ; ; - приведенная скорость парообразования, , м - характерный линейный размер паровой фазы σ, V_ж, λ_ж, Ср_ж, Pr_ж, Р_ж , соответственно коэффициент поверхностного натяжения, кинематическая вязкость, коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость, число Прандтля, плотность жидкости при температуре насыщения t_s, р_n - плотность пара при t_s, q, Вт/м² -плотность теплового потока, подводимого к поверхности нагрева, T_s - температура насыщения

Значения сиn принимаются:

при Re.≤ 0,01 с = 0,0625, n=0,5 ;

при Re. ≥0,01 с = 0,125, n = 0,65.

Определив коэффициент теплоотдачи а по этой формуле для заданного значения теплового потока q, Вт/м² , получают возможность вычислить и температурный напор

t_c-t_H=q/α.

Более простая формула теплоотдачи при пузырьковом кипении, но применимая только для воды, рекомендована Михеевым М.А. С учетом последующего уточнения (см.: Рассохин Н.Г., Швецов Р.С., Кузьмин А.В. Расчет теплоотдачи при кипении. Теплоэнергетика, 1970, № 9, с. 58-59) она имеет вид

при 0,1 Мпа ≤ р ≤ ЗМПа, α = 6,0 p^1/5-q^2/3;

при 3 МПа ≤ р ≤20МПа, α= 3,33p^3/4-q^2/3,

где α - Вт/(м^2·К), р - МПа, q -Вт/м².