48.Теплоотдача при свободном движении жидкости.

Будем рассматривать теплоотдачу при свободном гравитационном движении, которая возникает за счёт разности плотности жидкости в поле земного притяжения.

Возникающее свободное движение жидкости у вертикальных по­верхностей может быть как ламинарным, так и турбулентным. Ха­рактер движения жидкости в основном зависит от температурного на­пора , где t_ст – температура нагретой поверхности, t_ж – температура неподвижной жидкости вдали от поверхности. При малых значениях температурного напора вдоль всей поверхности на­блюдается ламинарное движение жидкости. При больших температурных напорах преобладает турбулентный режим движения.

Средний коэффициент теплоотдачи при ламинарном режиме определяется:

при t_ст=const

при q_ст=const

Для определения средних коэффициентов теплоотдачи при свободном турбулентном движении жидкости вдоль вертикальной стенки, которое наступает при числах > 6·10⁶, предложена следующая формула

Характерная картина свободного движения и изменение коэффициента теплоотдачи вдоль вертикальной стенки показаны на рисунке. У нижней части стенки в поднимающемся с небольшой скоростью воздухе (жидкости) наблюдается ламинарное движение с постепенно увеличивающейся толщ иной ламинарного пограничного слоя. На некотором расстоянии от нижнего конца стенки по ее высоте ламинарный пограничный слой начинает разрушаться, возникает локонообразное движение жидкости, которое постепенно усиливается и переходит в развитое турбулентное движение с ламинарным подслоем в непосредственной близости к поверхности трубы. В соответствии с изменением толщины пограничного слоя и характера движения жидкости у поверхности изменяется и коэффициент теплоотдачи. По мере увеличения ламинарного пограничного слоя, считая от нижнего конца стенки, коэффициент теплоотдачи уменьшается. Минимального значения коэффициент теплоотдачи достигает там, где толщина ламинарного пограничного слоя будет максимальной.

49.Общее представление о процессе кипения. Кризисы кипения.

Кипение- процесс образования пара внутри объёма жидкости. Он протекает при температуре насыщения или несколько большей её, и сопровождается поглощением теплоты фазового перехода.

Процесс теплообмена при кипении более интенсивен чем обычный конвекционный теплообмен, т.к. он сопровождается дополнительным переносом теплоты и массы паровыми пузырьками или плёнкой.

Существует 3 режима кипения:

1. Пузырьковый – режим при котором пар образуется виде периодически зарождающихся на поверхности и растущих пузырьков.

2. Плёночный – режим при котором на поверхности нагрева образуется сплошная плёнка пара, периодически прорывающаяся в жидкость.

3. Переходный – режим характеризующий переход от пузырькового к устойчивому плёночному.

Линия характеризующая зависимость теплового потока идущего от стенки жидкости от температурного напора

(t_cm – t_н)=∆t называется кривая кипения.

Максимальную нагрузку при пузырьковом кипении называют первой критической плотностью теплового потока.

Минимальную нагрузку при плёночном кипении называют второй критической плотностью.

Характер кривой кипения может резко меняться при изменении граничных условий. Так при обогреве электрическим током q_cm=const.

В этом случаи наблюдается кризис кипения - скачкообразный переход из пузырькового в плёночный и наоборот.

Кризис сопровождается резким упадом температуры стенки и если она не тугоплавкая, то возможно разрушение поверхности.

При условии t_cm=const кризис не наблюдаеться.

Для расчёта интенсивности теплообмена при кипении существуют критериальные уравнения, аналогичные уравнениям для конвективного теплообмена.