6. Основные предпосылки и допущения модели Кружилина для пузырькового кипения в большом объёме.

Автор исходил из допущения о том, что тепловой поток от стенки вначале полностью воспринимается жидкой фазой. А затем происходит испарение жидкости в объем паровых пузырьков.

Для получения системы чисел подобия было выполнено раздельное математическое описание процессов для жидкой и паровой фазы, которое было дополнено условиями взаимодействия на поверхности раздела фаз и соответствующими условиями однозначности.

Результатом такого подхода явилось уравнение подобия для теплоотдачи при кипении такого вида

,

где - число Нуссельта;

- число Рейнольдса, в котором в качестве скорости фигурирует скорость парообразования ;

- критерий давления;

- критерий Прандтля, учитывающий теплофизические свойства жидкой фазы.

Эмпирическое уравнение подобия для средней теплоотдачи при кипении, полученное С.С. Кутателадзе, имеет вид:

(13-52)

, (см. 13 - 51)

.

Уравнение (13-52) справедливо для следующего диапазона изменения значений критериев:

;

.

В уравнении Кутателадзе в отличие от уравнения Толубинского учет влияния на теплоотдачу основных режимных параметров, а именно и Р, осуществляется с помощью двух критериев и . А в уравнении Толубинского эти факторы учитываются с помощью одного комплексного критерия К.

7. Структура двухфазного потока в трубах парогенератора

Характерные режимы течения

1 – однофазный поток (некипящая вода);

2…6 – двухфазный поток:

2, 3 –пузырьковая структура потока;

4 – снарядный (пробковый) режим;

5 – дисперсно-кольцевой режим;

6 – дисперсный;

7 – однофазный поток (перегретый пар)

Характерные участки теплообмена

1 (A-B) – конвективный теплообмен (некипящая вода);

2 (B-C) – участок поверхностного кипения;

3…5 (C-D) – участок пузырькового (развитого кипения);

6 (D-E) – участок ухудшенного теплообмена

7 (E-F) – конвективный теплообмен (перегретый пар)

8. Расчет теплоотдачи при кипении в движущейся жидкости в трубах

Теплообмен при вынужденном движении кипящей воды в трубах:

1. Наряду с недогревом и тепловой нагрузкой необходимо учитывать влияние скоростных характеристик потока на процесс кипения;

2. при больших паросодержаниях необходимо также учитывать возрастание скорости потока из-за изменения его структуры;

3. дополнительно учитывают тепломассообмен на поверхности канала (на обогреваемой стенке трубы)

Для участка поверхностного кипения

В зоне развитого кипения

Для участка ухудшенного теплообмена

9. Основные законы лучистого теплообмена

1. Закон Вина

Согласно закону Вина максимальное значение спектральной плотности потока излучения с повышением температуры сдвигается в сторону более коротких волн. Длина волны λ_m, на которую приходится максимум энергии излучения абсолютно черного тела, обратно пропорциональна абсолютной температуре T. 

b – постоянная Вина 2,9*10^-3 м*К

2. Закон Кирхгофа

Рассмотрим две параллельные поверхности, одна из которых абсолютно черная с температурой Т₀, вторая серая с температурой Т и поглощающей способностью A. Расстояние между поверхностями настолько близко, что испускаемые каждой поверхностью лучи обязательно попадают на противоположную. Серая стенка излучает энергию Е и поглощает часть излучаемой черным телом энергии А·E₀. Излучаемая серым телом энергия Е и отраженная им энергия (1—А)·E₀ попадают на черное тело и поглощаются им.

Результирующее излучение серого тела q_р=Е—А·E₀. При Т₀=Т, q_р=0, отсюда