Главная | Обратная связь

Теплоотдача при кипении

Теплоотдача при кипении является сложным процессом и изучена еще не достаточно. При кипении жидкости различают три режима – конвектив- ный, пузырчатый, пленочный. Наиболее эффективным является пузырчатый режим кипения, к которому и нужно стремиться.

В пределах пузырькового режима кипения жидкостей в условиях сво- бодного или вынужденного движения в трубах и продольных некруглых ка- налах можно использовать преобразованное уравнение удобное для опреде-

ления осредненного значения коэффициента теплоотдачи через удельную

тепловую нагрузку q или движущую силу процесса

Tкип

[14]:

 

3 q2

b 3 b3

Tкип

, (6.17)

 

где – коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К);

q – плотности теплового потока, Вт/м2;

– кинематический коэффициент вязкости, м2/с;

– поверхностное натяжение, Н/м;

Tкип

– температуры кипения, К;

Tкип

(Tст

Tкип )

– движущая сила процесса теплоотдачи,К.

Численные значения безразмерной функции b , апробированные на множестве опытных данных по кипению различных жидкостей на поверхно- стях из нержавеющей стали, бронзы, никеля, меди и серебра, можно найти из графика зависимости b от отношения плотности жидкости ж к плотности ее пара ρпар(рис. 6.1). При составлении этого графика использовано урав- нение вида:

 

 

b 0,075

 

0,75

 

пар

ж пар

2 / 3

 

. (6.18)

 

Отклонения экспериментальных данных по величине

3 q2

b 3, найденной в соответствии с обратным соотношением

Tкип

(6.14), от численных значений b , рассчитанных по формуле (6.15), составили

±35 % из-за влияния на интенсивность теплоотдачи материала теплопере- дающих труб и чистоты поверхности нагрева.

 

 

Рис.6.1. График зависимости коэффициента b от отношения плотности жидкости ж к плотности ее пара пар

 

Для воды при пузырчатом режиме кипения в области давлений от 0,01 до 10 МПа в условиях естественной циркуляции кипящей жидкости можно пользоваться формулами [11]:

 

0,56q0,7

(10 5

p)0,5; (6.19)

 

0,145

t 2,33

(10 5

p)0,5, (6.20)

 

где – коэффициент теплоотдачи при кипении Вт/(м·К);

q – удельный тепловой поток, Вт/м2;

p – абсолютное давление, при котором кипит вода, Па;

tст

– температура стенки, °С;

t tст tкип

– разность температур стенки и кипения жидкости, ºС.

Ориентировочные пределы значений коэффициентов теплоотдачи в промышленных теплообменниках для некоторых распространенных процес- сов теплоотдачи приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 – Ориентировочные значения коэффициентов теплоотдачи

 

Вид теплоотдачи	Коэффициент теплоотдачи Вт/(м2·К)
1. При нагревании и охлаждении
а) воздуха	1,16-58,00
б) перегретого пара	23,2-116,0
в) масел	58-1 740
г) воды	232-11 600
2. При кипении воды	580-52 200
3. При пленочной конденсации насыщенных
паров.	4 640-17 400
4. При пленочной конденсации насыщен-
органических жидкостей	580-2 320