Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Влияние на теплообмен изменения теплофизических характеристик иеплоносителя.

Читайте также:
  1. CASE-средства. Общая характеристика и классификация
  2. Cудебник 1497 г. Общая характеристика
  3. Cудебник 1550 г. Общая характеристика, система и источники
  4. I. КВАЛИФИКАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫПУСКНИКА
  5. I. Общая характеристика жанровой системы связей с общественностью.
  6. I. Этиологическая характеристика
  7. II. Клинико-фармакологическая характеристика лекарственных средств, влияющих на липидный обмен.
  8. II. ХАРАКТЕРИСТИКА ПЯТИ СОЦИЕТАЛЬНЫХ ГРУПП
  9. III. Изменения микроглии (клетки системы мононуклеарных фагоцитов).
  10. III. Назовите основные последствия прямохождения человека (т.е. изменения в строении, физиологии, поведении) в опорно-двигательной системе.

Для жидкого однофазного теплоносителя характерны изменение теплофизических характеристик от температуры и давления. Как показывает анализ, происходит существенное изменение вязкости от температуры. Изменение необходимо учитывать в исходных уравнениях. Если задача решена без учета, то в конечную форму обработки результатов в виде критериального уравнения вводят соотношение

Зависимость оптимальных характеристик от температуры и давления незначительны.

Часто в процессе теплообмена нагреваемые или охлаждаемые материалы изменяют агрегатное состояние: испаряются, конденсируются, плавятся или кристаллизуются. Особенности таких процессов теплообмена заключаются в том, что тепло подводится к материалам или отводится от них при постоянной температуре и распространяется не в одной, а в двух фазах.

 

10) Особенности теплообмна при изменении фазового состояния теплоносителя: кипенеие жидкостей

В термодинамике процессы парообразования и конденсации рассматривались как равновесные. Условно принималось, что жидкая и парообразная фазы в процессе изменения агрегатного состояния находятся при одинаковой температуре насыщения , однозначно определяемой давлением. Но эти процессы сопровождаются интенсивным теплообменом, который возможен только при наличии температурного градиента. Опыт подтверждает, что кипящая жидкость всегда несколько перегрета и на границе раздела фаз устанавливается небольшая разность температур, составляющая доли кельвина. Около теплопередающей поверхности стенки температура кипящей воды может превышать температуру насыщения на несколько десятков кельвинов при толщине перегретого слоя в несколько миллиметров. Установлено, что первоначально пузырьки пара при кипении образуются не в толще жидкости, а на поверхностях нагрева в отдельных точках, называемых центрами парообразования. Инициировать возникновение таких центров могут микронеровности поверхности или пузырьки газа, содержащегося в жидкости. Размер образовавшихся паровых пузырьков постепенно увеличивается. Из-за меньшей плотности пара действующая вверх сила в какой-то момент становится больше сил сцепления пузырька с поверхностью, и он всплывает. Частота появления пузырьков в центрах парообразования и число действующих центров увеличивается с ростом температурного напора

,где - температура стенки.

Это ведёт к увеличению коэффициента теплоотдачи и плотности теплового потока, как показано на рисунке (3.1). Интенсивность пузырькового кипения возрастает до определенного предела, когда количество центров парообразования становится так много, что паровые пузырьки сливаются и образуют сплошную паровую пленку с большим термическим сопротивлением. В отличие от пузырькового такой режим кипения называется пленочным. При этом коэффициент теплоотдачи резко (в 20-30 раз) уменьшается, а температурный напор возрастает.

Рисунок 3.1

 

При пузырьковом кипении жидкости в условиях естественной конвекции коэффициент теплоотдачи определяется по следующей формуле:

где l - коэффициент теплопроводности жидкости, m - коэффициент динамической вязкости жидкости, с – теплоёмкость жидкости, Тs – термодинамическая температура насыщения, r - удельная теплота парообразования, rп - плотность пара, r - плотность жидкости, s - коэффициент поверхностного натяжения.

Для определения коэффициента теплоотдачи в условиях пузырькового кипения воды при давлении от 0,1 до 4,0 МПа рекомендуется такая упрощенная расчетная формула:

 

(3.2)

 

 

11) Особеннсоти теплообмена при изменении фазового состояния теплоносителя: конденсация паров.

 

При соприкосновении насыщенного пара с более холодной стенкой происходит конденсация - фазовый переход, сопровождающийся выделением теплоты.

Различают капельную и пленочную конденсацию. В первом случае конденсат осаждается на стенку в виде капель, а во втором - в виде сплошной пленки. Капельная конденсация происходит в том случае, когда охлаждающая поверхность не смачивается жидкостью и сопровождается высокими значениями коэффициента теплоотдачи, достигающими 100-150 . При пленочной конденсации, которая чаще всего происходит в теплообменных аппаратах, коэффициент теплоотдачи на порядок меньше. Это объясняется тем, что образующаяся на охлаждающей поверхности плёнка создаёт значительное термическое сопротивление и ухудшает теплообмен между паром и стенкой.

Движение пленки под действием гравитационных сил может быть ламинарным и турбулентным. Характер движения на вертикальной пластине или трубе характеризуется безразмерным числом

где Н - высота стенки, м.

При Z<2300 движение пленки ламинарное и для этого случая расчетная формула для среднего по высоте коэффициента теплоотдачи имеет вид:

При Z>2300 течение пленки ламинарное вверху и турбулентное внизу. Для среднего по высоте коэффициента теплоотдачи используется формула

 

Если конденсация пара происходит на горизонтальных трубах, то для ламинарного режима, преимущественного в этом случае, рекомендуется такое выражение:

где d - наружный диаметр трубы, м.

 

В том случае, когда конденсируется перегретый пар, в формулы вместо r подставляется значение

где - изобарная удельная теплоемкость перегретого пара, а - температура перегретого пара.

При конденсации влажного пара со степенью сухости х в формулы вместо r подставляется х· r.

 




Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 33 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав