81. Теплоотдача при кипении (описание процесса). Общий вид уравнений для определения коэффициента теплоотдачи при кипении.

При нагревании до температуры кипения пограничный слой жидкости у стенки нарушается – на мельчайших неровностях стенки образуются пузырьки пара. Достигнув определенного размера, они поднимаются к поверхности кипящей жидкости, во время подъема их объем увеличивается. Процесс переноса тепла при кипении складывается из отдачи тепла жидкости стенкой и передачи тепла внутренней поверхности пузырька в виде теплоты испарения. При этом необходимо иметь температуру выше температуры пузырька, чтобы преодолеть термическое сопротивление пограничного слоя, из-за чего жидкость слегка перегревается относительно температуры насыщения пара над поверхностью кипящей жидкости. Очаги образования мелких пузырьков называются центрами парообразования.

Режим пузырчатого (ядерного) кипения характеризуется относительно высокой интенсивностью теплоотдачи. При высокой разности температур пузырьки пара сливаются и поверхность нагрева покрывается плохо проводящей тепло пленкой перегретого пара. Ее образование приводит к значительному уменьшению коэффициента теплоотдачи, это режим пленочного кипения

При кипении , .

– сложный комплекс многих величин, влияющих на интенсивность переноса теплоты при кипении.

5. Конструкции апааратов

1. Приведите схемы обогрева аппаратов «острым» и «глухим» паром.

Различают «острый» и «глухой» нагрев водяным паром. Острый нагрев паром применяют в тех случаях, когда допустимо смешение нагреваемой среды с паровым конденсатом. Этот способ нагрева отличается простотой теплообменных аппаратов и позволяет лучше использовать тепловую энергию пара, так как паровой конденсат смешивается с нагреваемой жидкостью, в результате чего их температуры выравниваются.

Подавая пар в нагреваемую жидкость под давлением, можно перемешивать жидкость, используя сопло и диффузор (рис. б). Использование струйного насоса-эжектора, где в качестве рабочей среды используется пар, а перекачиваемой средой является вода, позволяет нагнетать воду под давлением в паровой котёл, одновременно её подогревая

Рисунок 1.1 – Схема острого нагрева жидкости водяным паром:

а – паровой барботёр; б – бесшумный сопловой подогреватель (1 – сопло; 2 – смешивающий диффузор)

Рисунок 1.2 – Схема размещения конденсатоотводчика на аппарате при глухом обогреве паром

82. Объясните принцип действия конденсатоотводчика. Приведите схему устройства.

Конденсатоотводчик — это устройство, предназначенное для автоматического удаления конденсата (воды, образующейся при конденсации пара) из паровых систем, паропроводов и теплообменных аппаратов, при этом предотвращая утечку самого пара.

Принцип работы зависит от типа конденсатоотводчика. В общем случае:

1. Сбор конденсата: конденсат, образующийся в системе, стекает в конденсатоотводчик под действием силы тяжести или давления пара.

2. Разделение фаз: конденсатоотводчик различает пар и жидкость (конденсат). Это позволяет удерживать пар в системе, не допуская его утечек.

3. Удаление конденсата: как только устройство "определяет" наличие конденсата, оно открывается и выпускает жидкость наружу, предотвращая накопление конденсата в системе.

4. Закрытие: после удаления конденсата конденсатоотводчик автоматически закрывается, чтобы не пропускать пар.

Рисунок 2.1 – Схема устройства(а) и вид в разрезе (б) механического конденсатоотводчика со сферическим закрытым поплавком:

1 – корпус; 2 – поплавок; 3 – клапан.