13. Скорость роста пузырька

Скорость роста пузырька. Если радиус пузырька , то, как указывалось выше, пузырёк находится в состоянии механического равновесия. Если радиус , механическое равновесие нарушается и пузырёк растёт под действием перепада давлений который расходуется на преодоление инерции жидкости и сил поверхностного натяжения. В процессе роста пузырька температура и давление пара р_и в пузырьке изменяются с течением времени, причём, как показывает анализ, в большинстве случаев зависимость между и подчиняется уравнению Клапейрона—Клаузиуса. Другими словами, температура пара в пузырьке во всех точках равна температуре насыщения при давлении . Так как давление во время роста пузырька меньше, чем в том случае, когда его радиус , то и в области жидкости, примыкающей к пузырьку, возникает градиент температуры, за счёт которого происходит подвод теплоты, расходуемой на испарение жидкости.

В общем случае скорость роста пузырька в неограниченном объёме жидкости должна определяться в результате решения уравнения движения поверхности раздела фаз и уравнения энергии с учётом уравнения теплового баланса.

14. Отрывной диаметр пузырька

П аровой пузырёк, зародившись на стенке, растёт до некоторого размера, характеризуемого диаметром do. При котором он отрывается. Размер пузыря в завершающей стадии его роста на поверхности теплообмена называется отрывным диаметром. В период возникновения и роста на пузырёк действуют главным образом силы, удерживающие его в центре парообразования. С возрастанием размера пузырька увеличивается подъёмная сила, стремящаяся оторвать пузырёк от центра. Из равновесия сил можно получить аналитические выражения для отрывного диаметра пузырька. В общем случае к силам, оказывающим влияние на паровой пузырёк, относят подъёмные силы, силы поверхностного натяжения, инерционные силы и силы любового сопротивления. Последние две силы относят к гидродинамическим силам, так как они возникают при движении массы жидкости, обусловленном ростом пузырька. В статических условиях отрывной диаметр парового пузыря определяется из условий механического равновесия между подъёмной силой, стремящейся оторвать паровой пузырёк от поверхности, и силой поверхностного натяжения, удерживающей его на твёрдой поверхности.

При достаточно высоких давлениях отрыв пузырька аналогичен отрыву газового пузырька, медленно вдуваемого через отверстие диаметром Тогда диметр пузырька, отрывающего от поверхности

характерный размер микро шероховатостей поверхности нагрева

15. Расчёт

16. Коэффициента теплоотдачи при пузырьковом кипении в большом объёме

Теплоотдача при пузырьковом кипении

Коэффициент теплоотдачи при пузырьковом режиме кипении воды

17. Критические тепловые нагрузки при кипении в большом объёме

Первая критическая плотность теплового потока

Для расчёта но основе гидродинамической модели кризиса кипения на горизонтальной и обращённой вверх поверхности нагрева:

Второй критическая плотность теплового потока

Если при плёночном режиме кипения уменьшать температуру поверхности, то, как показывают наблюдения, при температуре поверхности, несколько меньшей, чем температура предельного перегрева жидкости, паровая плёнка становится нестабильной и жидкость начинает периодически смачивать поверхность.

Плотность теплового потока при этом

температура предельного перегрева (см.13.1)

Коэффициент теплоотдачи определяется по формулам для пленочного кипения