ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование теплообмена из "Роторно-плёночные тепло- и массообменные аппараты" Экспериментальное определение коэффициентов теплоотдачи между стенкой и потоком жидкости производится методами стационарного и нестационарного (регулярного) тепловых режимов. [c.155] При определении а необходимо учитывать возмонсные потери тепла, что очень часто представляет серьезную проблему. Прямое измерение температуры стенки также вызывает ряд трудностей. При заделке термопар в пазы на теплообменной поверхности возникает неизбежное в большей или меньшей степени искажение температурного поля. При таком методе трудно избежать также местного искажения геометрической формы поверхности, что особенно существенно должно сказаться при измерении теплоотдачи к пленке толщиной порядка десятых долей миллиметра. [c.155] Таким образом, для определения а достаточно измерить две разности температур Д/1 = 1—1у и Д 2 = 2—Ь, а также знать значение материала толстостенного цилиндра. Теплопотери в окружающую среду, если они распределены равномерно по высоте корпуса, не могут влиять на точность получаемых результатов. Кроме того, поверхность стенки не подвергается какому-либо искажению, неизбежному при непосредственном измерении температуры и заделке спая термопары [260]. [c.156] Эксперимент был выполнен на установке, схема которой представлена на рис. 1У-4. [c.156] Температуру измеряли тройной дифференциальной термопарой, один конец которой находился в зоне паров, а два других — в высверленных в стенке корпуса отверстиях (см. рис. 1У-5). Через переключатель 16 термопара подсоединялась к гальванометру 15, с помощью которого определяли разности температур А/1 и Л г-Ротор испарителя приводился во вращение электродвигателем 10 постоянного тока, который подавался через выпрямитель 12. Скорость вращения ротора регулировали с помощью ступенчатого вариатора и реостата 11. Регулирование электронагрева производилось регулятором напряжения 14 с корректировкой по амперметру 13. [c.157] Для предотвращения аксиальных потоков тепла в корпусе были сделаны кольцевые проточки (рис. ГУ-З). По наружной окружности в проточках были запрессованы разрезные медные кольца с отводами внутрь, играющие роль экранов, защищающих от воздействия электрообогрева на спай термопары. Снаружи корпуса по всей его высоте была выполнена обмотка из нихромовой проволоки. Корпус был заключен в кожух, заполненный шамотной крошкой. [c.157] Влияиие окружной скорости вращения ротора. Рассмотрим характерные графики изменения а с ростом скорости вращения ротора (рис. 1У-6) при кипении четыреххлористого углерода плотности орошения варьировались от 2,88-10 до 0,18 кг/(м-с). [c.158] Для всех кривых характерно возрастание а с увеличением 11, причем скорость возрастания тем выше, чем больше платность орошения. Это явление можно объяснить следуюшим образом. [c.159] С увеличением скорости вращения ротора возрастает кинетическая энергия струй жидкости, которая в результате ударного взаимодействия их с пленкой диссипируется в ней. В местах взаимодействия образуются зоны повышенного тангенциального напряжения. Визуальные наблюдения на холодной модели с прозрачной стенкой показали, что пленка оказывается как бы прошитой струями жидкости. Интенсивность теплообмена между стенкой и кипящей пленкой в значительной степени зависит от того, какое количество энергии передают пленке струи жидкости. С увеличением скорости вращения ротора возрастает тангенциальное напряжение на стенке Тст, что приводит к росту а. [c.159] Зависимости а от и, свидетельствующие о возрастании интенсивности теплообмена с увеличением окружной скорости ротора. [c.159] Рис 1У-6. Зависимость коэффициента теплоотдачи от частоты вращения ротора при различных плотностях орошения (четыреххлористый углерод, =180 мм) / — 10,7 2 — 55,0 3 — 182 4 — 327 5 — 650 кг/(м-ч) 17—(52,5—55,9) 10 Вт/м . [c.159] Влияние числа витков перфорации. Переход от одновиткового ротора к двух- и трехвитковому приводит к соответствующему увеличению числа зон повышенного тангенциального напряжения, образующихся в местах взаимодействия струй жидкости и пленки. Это, в свою очередь, вызывает более равномерное распределение импульса, вносимого со струями, и должно сказаться на тст и, следовательно, на а. Сказанное подтверждается графиками, представленными на рис. 1У-8. Отметим, что характер зависимости а от и идентичен для всех трех типов ротора. Кроме этого, установлено, что увеличение числа витков перфорации уменьшает небольшой механический разбаланс, вызываемый тем, что жидкость с разных гофр ротора сбрасывается на разной высоте. При трехвит-ковом роторе разбаланс практически не ощущается. [c.160] С последующим ростом плотности орошения коэффициент теплоотдачи возрастает, что объясняется развитием процесса конвективного теплопереноса. При этом для небольших окружных скоростей характерна лишь частичная компенсация термического сопротивления в пленке, выражаемого величиной С увеличением окружных скоростей ротора интенсивность конвективного теплопереноса проявляется более ощутимо. При этом характерны не только компенсация возрастания б/А. с ростом Г, но и значительно более высокие коэффициенты теплоотдачи при больших плотностях орошения. [c.160] Влияние теплового потока. Характер влияния теплового потока на коэффициент а, рассмотренный в главе I для испарителя с падающей пленкой и аппарата Лува , наблюдается и для испарителя исследуемой конструкции. Это подтверждается графиками на рис. 1У-10 и У-И темп роста а с увеличением д для воды ниже, чем для четыреххлористого углерода. Выясним возможные причи-.ны этого явления. [c.160] Совместное воздействие и сг на величину а при кипении было рассмотрено Т. А. Колач и И. А. Копчиковым [261] для неподвижной горизонтальной пленки. Полученная ими зависимость а д1ах)° подтверждается результатами опытов, проведенных с различными жидкостями на латунном диске [262]. [c.163] Сложный характер воздействия 7 и (Гж на интенсивность теплообмена в кипящей пленке в рассматриваемом случае пока не позволяет получить точное решение. В то же время следует особо отметить, что д я Ох влияют на коэффициент теплопередачи взаимосвязанно, что было учтено при выводе расчетного уравнения. [c.163] Влияние вязкости жидкости. Экспериментальное исследование влияния [Ха на а было проведено в опытах по выпариванию водных растворов сахарозы концентрацией от 10 до 77%. Такое изменение концентрации соответствует возрастанию вязкости от 0,284-10 до 32-10-3 кг/(м-с), а числа Рг —от 1,75 до 230. Результаты проведенных опытов представлены на рис. IV-12. [c.163] Возрастание а с увеличением концентрации сахарозы от 10 до 15% связано с влиянием побочного явления — пенообразования, которое вносит дополнительный вклад в интенсификацию теплообмена. Подобное явление уже отмечалось в литературе [120, 263]. [c.163] При последующем возрастании концентрации сахарозы и соответственно вязкости для всех исследованных скоростей вращения ротора характерно снижение а. Уменьщение а и с увеличением вязкости характерно и для испарителей с гравитационно стекающей пленкой. [c.164] Влияние теплопроводности. Выше было уже показано влияние теплопроводности испаряемой жидкости на а. Так, при прочих равных условиях для жидкости с большей теплопроводностью (этиловый спирт) получали более высокие значения а, чем для жидкости с меньшей теплопроводностью (рис. 1У-6 и 1У-7). Влияние X на теплообмен учитывается числом Ыи. [c.164] Вернуться к основной статье