ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние перемешивания на теплообмен при кипении в большом объеме из "Обзор работ по теплообмену к двухфазным системам" Влияние возмущения (механического или любого другого) на процесс теплообмена при кипении в большом объеме изучалось несколькими исследователями. [c.133] Аусти-н [5] точно установил, что при умеренных тепловых потоках перемешивание увеличивает коэффи- циент теплоотдачи при кипении воды. При постоянном температурном напоре коэффициент теплоотдачи с увеличением степени возмущения возрастает, приближаясь к некоторому постоянному значению. Это максимальное значение а, по-видимому, не зависит от теплового потока. Кипение происходило в сосуде, обогреваемом снизу и со стороны боковых стенок. Приведенные автором коэффициенты теплоотдачи (фиг. 36) характеризуют интенсивность теплообмена со стороны боковых стенок. Из графика видно, что коэффициент теплоотдачи при отсутствии перемешивания пропорционален температурному напору в степени 0,37, а не 2,4—4,0, как это было установлено позднее рядом исследователей. [c.133] Таким образом, полученная в работе [5] зависимость а от At вызывает недоверие и вопрос о возможности широкого распространения выводов Аустина не выяснен ). [c.133] При температурных напорах, меньших 5,5° С, значения рассчитанные по обычным фор.мулам для конвективного теплообмена при вынужденном движении, хорошо согласуются с кривой 1, а расчетные значения д для теплообмена при естественной конвекции — с кривой 2. [c.134] Это соотношение справедливо при изменении тепловых потоков от 1,0- 10 до 3,0- 10 ккал м час для давления 1 ата. [c.136] Позднее Стюшин [113] получил данные для воды при давлениях 2 и 4 ата, проведя опыты на той же установке. Данные этой и предыдущей [112] работ обработаны Стерманом [103], который получил хорошие результаты, введя параметр где гко — скорость циркуляции. [c.136] Влияние вынужденного движения на пузырьковое кипение для горизонтальной платиновой проволоки иллюстрируется данными, приведенными в табл. 9 ). [c.137] Для определения А/кр. авторы задавались двумя значениями коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке. Одно из них (1,95- 10 ккал час° С) отвечало сгконд., рассчитанному по формуле Нуссельта. Рассчитанные таким методом Д кр. и к метиловому спирту при различных режимах приводятся в табл. 10 ). [c.138] Влияние возмущений, вызываемых движением пара, изучалось Робинсоном и Катцем [90]. Авторы определяли коэффициент теплоотдачи к кипящему фреону-12 на четырех горизонтальных медных трубах, расположенных друг под другом. В работе приводятся также данные по теплоотдаче от единичной трубы В условиях омы-вания ее паром, подводимым снизу. [c.138] соответствующие высоким температурным напорам, не могут быть достигнуты за счет интенсивного перемешивания паром при низких температурных напорах. [c.140] Известно, что механизм процесса теплообмена при кипении жидкости в трубах может быть различным. Поэтому можно ожидать, что влияние материала и состояния поверхности также будет проявляться по-разному. [c.140] По данным Якоба [43], при небольших температурных напорах для поверхности с большей шероховатостью коэффициенты теплоотдачи выше. Якоб предполагает, что это может быть связано с увеличением абсолютной величины поверхности. Несомненно также, что более шероховатая поверхность адсорбирует большее количество газов, что приводит к возрастанию числа центров парообразования. Однако по мере работы поверхность обедняется адсорбированным газом и коэффициенты теплоотдачи падают, стремясь к некоторым постоянным значениям. [c.142] Влияние шероховатости поверхности изучалось также японским исследователем Нисикава [79]. Исследование проводилось с дистиллированной водой, кипящей на горизонтальных поверхностях. На поверхность нагрева наносились имеющие форму треугольника концентричные канавки, высота которых характеризовала шероховатость. В выводах автора также отмечается, что при постоянном тепловом потоке увеличение шероховатости приводит к возрастанию коэффициента теплоотдачи. [c.143] Коуп [24] изучал теплоотдачу к воде в трубах с поверхностями трех различных степеней шероховатости, созданной искусственно. [c.144] Несмотря на то что потери на трение достигали почти шестикратных значений по сравнению с потерями в гладких трубах, коэффициенты теплоотдачи возрастали только на 20—100%. Вероятно, шероховатость поверхности увеличивает коэффициент теплоотдачи только за счет дополнительной турбулизации потока. [c.144] Рассмотрение проведенных исследований показывает, что механизм процесса теплообмена при кипении в трубах, как и механизм процесса теплоотдачи к газо-жидкостным смесям, может быть различным. [c.144] Скорость двухфазного потока на выходе может не достигнуть значений, при которых преобладает влияние ш на теплообмен. Возможно также, что прн данных значениях 9 и ш наблюдается только область вынужденного движения. [c.146] Рассмотрим каждую область отдельно и установим влияние давления и геометрических размеров. [c.146] Основные закономерности теплообмена в этой области рассматривались рядом исследователей [43, 72, 118]. Полученные ими зависимости устанавливают влияние основных факторов — физических свойств жидкости, давления и т. д. Влияние давления можно определить из типичных зависимостей, представленных на фиг. 42 с увеличением давления линия АВ перемещается влево и занимает положения А В и А В . Это показывает, что с ростом р пузырьковое кипение подавляется при более высокой скорости жидкости. Из литературных данных известно, что при пузырьковом кипении в большом объеме геометрические размеры не оказывают влияния на значения коэффициентов теплоотдачи. В рассматриваемой области теплообмена при кипении в трубах размеры диаметра также практически не имеют значения. Общее, достаточно полное уравнение для данной области выведено не было. Это объясняется главным образом влиянием материала поверхности (стр. 140), которое в настоящее время не может быть выражено аналитически. Некоторые обобщенные зависимости приводятся в приложении (табл. IV). [c.146] Вернуться к основной статье