3.6. Плотность центров парообразования на теплообменной поверхности
Плотность центров парообразования на единице теплообменной поверхности является одной из количест-венных мер, характеризующих перенос энергии с парогене-рирующей поверхности в пароводяной поток. В ранних ис-следованиях различные авторы изучали плотность центров парообразования как функцию теплового потока q, разности температур теплообменной поверхности и кипящей жидкости Tw—Ts и давления р. Соответственно были составлены эмпирические зависимости вида n = cq2,1, п =с(Tw—Ts)2,3, п = = ср2,5. Поскольку центрами парообразования являются углубления и впадины, заполненные газом, плотность центров парообразования зависит от числа углублений и впадин, приходящихся на единицу парогенерирующей поверхности. Автор [24], допуская прямую связь плотности действующих центров парообразования с количеством углублений и впадин, справедливо считает, что число центров парообразования соизмеримо с масштабным зародышевым размером l = σTs/(rρ'' (Tw—Ts)].
Принимая для функции распределения неровностей по размерам квадратичный закон n ~ l2, автор рекомендует уравнение для определения плотности центров парообразо-вания на технических поверхностях нагрева
(3.77)
Уравнение (3.77) удовлетворительно согласуется с опытными данными других авторов.
Уравнение (3.78) показывает, что здесь принят для функции распределения неровностей по размерам кубиче-
Заслуживает внимание уравнение из [14] для расчета плотности центров парообразования
(3.78)
ский закон n ~ l3. Несколько позже автор [7] провел об-ширные экспериментальные исследования по определению плотности центров парообразования на теплообменных по-верхностях, изготовленных из различных материалов (не-ржавеющей стали, серебра и никелированной меди). Опыты показали, что для различных кипящих жидкостей и раз-личных материалов теплообменных поверхностей значение постоянной в (3.77) изменяется более чем в 3 раза, причем на нержавеющих теплообменных поверхностях число центров парообразования при всех прочих равных условиях значительно меньше, чем на поверхностях, изготовленных из серебра.
Следовательно, при использовании (3.77) в инженерных расчетах значение постоянной следует выбирать в каждом конкретном случае в соответствии с материалом теп-лообменных поверхностей, качеством его обработки и теп-лофизическими характеристиками кипящих жидкостей. В связи с этим в [7] предлагается использовать для расчетов плотности центров парообразования видоизмененное уравнение (3.77):
(3.79)
где ΔТз.к = Тз.к—Ts— разность температур, при которой на-чинают работать центры парообразования; с — константа, значение которой принимается в зависимости от материала теплообменной поверхности и рода кипящей жидкости.
Анализ уравнений (3.77) — (3.79) показывает, что с уве-личением плотности теплового потока (или, что одно и то же, с увеличением перепада температуры между парогене-рирующей поверхностью и кипящей жидкостью) и давления плотность центров парообразования возрастает.