ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Горизонтальный поток из "Обзор работ по теплообмену к двухфазным системам" Кипение жидкостей в горизонтальных трубах ири вынужденной циркуляции впервые исследовалось Вудсом и др. [70, 71, 121]. Эти исследования, проводились на полупромышленной установке, основной частью которой являлась обычная медная труба диаметром 25,4 мм и длиной 14,6 м. Установка была выполнена в виде 4-ходо-вого парогенератора. На каждом участке трубы имелись три независимые паровые рубашки, всего на парогенераторе их было 12. Конденсат из каждой рубашки собирался отдельно, что дало возможность определить изменение интенсивности теплообмена по длине трубы. Температуры жидкости измерялись в начале каждого хода. Перепад давления устанавливался ртутными дифмано-метрами, подсоединенными к штуцерам отбора давления. Капельная конденсация пара достигалась добавлением октилтиоционата. [c.42] Результаты трех типичных опытов по теплообмену к бензолу представлены на фиг. 7. В одном опыте (фиг. 7, а) средний полный температурный напор равен 16,7° С, в другом (фиг. 7,6)—46,7°С и в третьем (фиг. 7, в)—68,8° С. Коэффициенты теплоотдачи от стенки к жидкости не измерялись, а подсчитывались только коэффициенты теплопередачи. Однако, так как происходила капельная конденсация пара, то, по крайней мере в опытах с бензолом, коэффициенты теплоотдачи должны были быть близки к коэффициентам теплопередачи. Можно отметить, что интенсивность теплообмена до начала кипения в 2—4 раза выше, чем для однофазной жидкости в условиях вынужденного движения. Авторы объясняют это влиянием больших температурных напоров при поверхностном кипении, что находится в соответствии с данными Мак-Адамса [72]. [c.43] Было доказано также, что увеличение коэффициентов теплопередачи не может быть обусловлено только увеличением температурного напора, так как во второй серии опытов, проведенных с бензольно-масляными смесями [71], коэффициенты теплопередачи увеличивались с ростом паросодержания при уменьшении температурного напора. [c.43] В опытах при больших температурных напорах (фиг 7, в) коэффициенты теплопередачи низки во всей области кипения жидкости даже при очень малых паросодержаниях. Это явление объясняется появлением паровой пленки, аналогичной образующейся при кипении на наружных поверхностях горизонтальных труб в условиях естественной конвекции при высоких температурных напорах [21]. [c.45] уменьшение коэффициента теплопередачи происходило при очень высоких паросодержаниях и чрезмерно больших температурных напорах. [c.45] Вудс [70], проводивший опыты с бензолом при низких А(, нанес результаты на график в виде зависимости локальных значений коэффициента теплопередачи к от весового паросодержания и установил, что в начальной стадии кипения коэффициент теплопередачи не зависит от расхода жидкости (фиг. 8). Однако с увеличением количества образующегося пара величина к становится функцией весового расхода на всем участке и достигает своего максимального значения. Величина макс. И соответствующее значение паросодержания зависят, по-видимому, от скорости жидкости. [c.45] В опытах, проводившихся с водой, расход жидкости изменялся от 158 до 503 кг час, а весовое паросодержание— от 20 до 100%. Серия опытов проводилась с различной длиной обогреваемого участка. При увеличении длины греющей секции перепад давления возрастал, а температурный напор на этом участке уменьшался и средний коэффициент теплопередачи в области кипения, хотя и незначительно, но изменялся. Зависимость локальных значений коэффициента теплопередачи от паросодержания приводится на фиг. 10. На графике приведены кривые, отвечающие давлениям 0,70 1,68 и 5 ати и соответственно температурным напорам 9,4, 15 и 50° С. [c.47] Температура наружной поверхности трубы измерялась 48 железо-константановыми термопарами, установленными на наружной поверхности экспериментального участка. Каждая термопара, прежде чем пройти через изоляцию, укладывалась на специальную ленту и обматывалась вокруг трубы на одну четверть оборота. [c.49] Давление, ата Коэффициент теплоотдачи, ккал м -час °СхЮ Увеличение а при изменении. [c.50] Из таблицы видно, что при давлении 14 ата в указанном интервале паросодержаний коэффициент теплоотдачи все еще возрастает с увеличением паросодержания, но это изменение значительно меньше, чем при 3,15 ата. [c.50] поступающая в наклонный экспериментальный участок, подогревалась до температуры насыщения на электрически обогреваемом горизонтальном участке, используемом одновременно для изучения процесса теплообмена. [c.51] Скорости циркуляции в контуре создавались двумя щестеренчатыми циркуляционными насосами. [c.51] В данном исследовании автор ограничился изучением влияния первых двух факторов. Остальные величины во время опытов сохранялись, по возможности, постоянными. [c.51] Во всех уравнениях размерность р — [кг см ]. [c.53] К сожалению, Богданов в своей статье не указывает значений паросодержаний, при которых проводились опыты. [c.53] Во второй статье [Г2] Богданов приводит результаты изучения влияния скорости циркуляции на коэффициент теплоотдачи. [c.53] Автор не указывает возможные пределы ошибок при подсчете а по этому уравнению, но в первой статье было отмечено, что ошибка при определении коэффициента теплоотдачи составляет 10—15%. Можно предполагать, что уравнение (17) согласуется с экспериментальными данными с той же точностью. [c.55] Опыты проводились в интервале давлений от О до 25 ати. Расход воды изменялся от 607 до 2610 кг час, что соответствует скоростям циркуляции 0,5—2,1 м сек. Для измерения распределения температуры жидкого металла на наружной поверхности внешней трубы по длине было приварено 6 термопар.Температура жидкости определялась показаниями термопар, приваренных к поверхностям подводящего и отводящего штуцеров для воды. [c.55] Температура воды,подсчитанная по показаниям этих термопар, отличалась от температуры насыщения, определенной по давлению в трубе, не более чем на 3° С. Питательная вода до поступления в парогенератор подогревалась до температуры насыщения в жидкометаллическом подогревателе. Средний для всей трубы коэффициент теплоотдачи к воде устанавливался из полного коэффициента теплопередачи по значениям коэффициента теплоотдачи к жидкому металлу, сопротивления стенки трубы и сопротивления оксидной пленки, определенного из специальных опытов. Определенные таким образом коэффициенты теплоотдачи изменялись от 1,82- 10 до 9,38- 10 ккал/м - час С. Авторы работы установили локальные коэффициенты теплоотдачи для выходного сечения по предложенному Муммом [77] уравнению (10) и сравнили их со средними значениями коэффициента теплоотдачи, подсчитанными по описанному выще методу. Совпадение расчетных данных с экспериментальными получилось неудовлетворительным. Среднеквадратичное отклонение экспериментальных данных от принятой зависимости составляло 41%, а разброс точек находился в пределах от -Ь 152 до — 64%. В опытах па--росодержания непосредственно не измерялись и поэтому количество пара на выходе подсчитывалось из теплового баланса, что приводило к большим ошибкам. При подсчете паросодержания смеси на выходе из экспериментального участка по тепловому балансу конденсатора разброс данных в среднем достигал 22%. Так как паросодержание и коэффициент теплоотдачи определялись довольно приближенно, никаких выводов из данной работы сделать нельзя. [c.56] Паросодержания подсчитывались из теплового баланса в предположении, что между фазами отсутствует скольжение. Температура жидкости на входе и на выходе из трубы измерялась термопарами. Опыт начинался, когда температура жидкости на выходе была немного ниже температуры насыщения. При этом тепловой поток медленно увеличивался при постоянных значениях расхода жидкости, температуры на входе и давления в контуре. Когда устанавливалось кипение жидкости, температура поверхности при увеличении теплового потока изменялась значительно медленнее. При дальнейшем увеличении теплового потока и паросодержания температура верхней образующей стержня принимала значения, близкие к величине выходной температуры, а затем заметно повышалась (коэффициент теплоотдачи падал). Тепловой поток увеличивался до тех пор, пока температура стержня не приближалась к точке плавления серебряного припоя, приваривающего термопары к стержню. В расчет принимались только величины, измеренные на выходе из экспериментального участка. Поэтому значения теплового потока, весовой скорости, паросодержания и коэффициента теплоотдачи рассчитывались для выходного сечения. Авторы предполагали, что плавный переход от пузырькового кипения к пленочному вдоль верхней образующей греющего стержня происходил вследствие разделения фаз в горизонтальной трубе. Этот переход хорошо воспроизводился. [c.57] Вернуться к основной статье