ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоотдача при конденсации пара из "Процессы и аппараты химической промышленности" Кипением называется процесс интенсивного парообразования, происходящего во всем объеме жидкости, перегретой относительно температуры насыщения, с образованием паровых пузырей. [c.196] Различают два основных режима кипения пузырьковый и пленочный. [c.196] Режим кипения, при котором пар образуется в виде отдельных периодически зарождающихся, растущих и отрывающихся паровых пузырей, называется пузырьковым кипением. [c.196] С увеличением теплового потока до некоторого значения паровые пузырьки сливаются, образуя у поверхности теплообмена сплошной паровой слой, периодически прорывающийся в объем жидкости. Режим кипения, при котором происходит слияние образующихся пузырьков в подвижную паровую пленку, поднимающуюся у поверхности нагрева, называется пленочным кипением. [c.196] Коэффициенты теплоотдачи при пузырьковом кипении выше, чем при пленочном кипении. [c.196] Процесс кипения определяется скоростью образования пузырей, их ростом, отрывом и всплыванием. [c.196] Пузырьки пара возникают только в отдельных точках обогреваемой поверхности, называемых центрами парообразования. Эти выступающие точки являются следствием шероховатостей, приставших частиц и др. Число действующих центров парообразования увеличивается вместе со степенью нагрева жидкости, когда процесс кипения становится более интенсивным. Эта за висимость в основном обусловливается явлением поверхностного натяжения. [c.196] Вследствие поверхностного натяжения давление внутри пузырьков образующегося пара выше давления окружающей его жидкости. [c.197] Возникнув на греющей поверхности, пузырек пара растет до тех пор, пока сила Архимеда не превысит силу сцепления его с поверхностью (рис. 5.6). Затем пузырек отрывается от поверхности и всплывает. По мере всплывания пузырек пара увеличивается в объеме за счет испарения в него жидкости и, достигнув поверхности, лопается. [c.197] На место оторвавшегося пузырька к греющей поверхности подходит свежая жидкость из общего объема. Эти локальные, часто повторяющиеся акты обновления жидкости у стенки обеспечивают высокую интенсивность процесса теплоотдачи. [c.197] Необходимым условием передачи теплоты от твердой поверх--ности к кипящей жидкости является перегрев поверхности относительно температуры насыщения. При малых разностях температур стенки и жидкости (А ) интенсивность теплообмена определяется процессом свободной конвекции жидкости около нагретой твердой стенки. По мере увеличения перегрева число центров парообразования становится больше, возрастает интенсивность перемешивания жидкости и, соответственно, повышается коэффициент теплоотдачи (рис. 5.7). [c.197] При некотором значении Д = А кр пузырьки у поверхности перестают отрываться индивидуально и сливаются в сплошную паровую пленку. Повышение разности температур сверх критической приводит к резкому снижению интенсивности теплообмена за счет перехода пузырькового кипения в пленочное, коэффициент теплоотдачи к кипящей среде значительно понижается. [c.197] Все физико-химические константы следует брать при температуре кипения. [c.198] Если пар соприкасается со стенкой, температура которой ниже температуры насыщения, то он конденсируется на стенке и оседает на ней в виде жидкости. Различают три вида конденсации пара на твердой поверхности. [c.198] Пленочная конденсация, когда конденсат стекает по поверхности в виде сплошной пленки (имеет место на поверхностях при интенсивной конденсации). [c.198] Капельная конденсация, когда конденсат выпадает на поверхности в виде отдельных капель (имеет место на несмачи-ваемых поверхностях охлаждения). [c.198] Смешанная конденсация, когда часть поверхности покрыта каплями, а часть — пленкой конденсата. [c.198] При капельной конденсации можно получать высокие коэффициенты теплоотдачи. Например, коэффициенты теплоотдачи при пленочной конденсации водяного пара атмосферного давления имеют порядок (7- 12)-10 Вт/(м2-К), а при капельной конденсации— (4-т- 10) Вт/(м2-К). [c.198] Устойчивый характер капельная конденсация имеет лишь в аппаратах, поверхность охлаждения которых не смачивается конденсатом благодаря физическим свойствам жидкой фазы, например в конденсаторах ртутного пара, а также при периодическом вводе в пар эффективных гидрофобизаторов. [c.198] Практически в современных конденсаторах всегда происходит пленочная конденсация пара. [c.198] Вернуться к основной статье