Механизм - теплоотдача
Cтраница 4
Нетрудно отличить пузырьковое кипение от пленочного. Как было отмечено ранее, механизмы теплоотдачи в этих двух режимах существенно различны. Различие состоит в том, что при пузырьковом кипении тепло от поверхности передается в жидкость. При пленочном кипении нагреватель покрыт слоем перегретого пара. Меньше изучен процесс нестабильного пленочного кипения, но его практическое применение ограничено так называемыми нагревателями с постоянной температурой. [46]
 |
Диаграмма, иллюстрирующая главные режимы кипения в большом объеме и их относительное расположение на кривой зависимости коэффициента теплоотдачи от перепада температуры в пленке. [47] |
Этот график аналогичен графику на рис. 5.1. Правда, значения коэффициента теплоотдачи взяты для несколько других условий; при этом форма кривой видоизменяется таким образом, что правый ее конец понижается. На рисунке показан характер изменения механизма теплоотдачи с увеличением плотности теплового потока для типичной системы. При низких плотностях тепловых потоков в жидкости не содержится паровых пузырей; потоки, создаваемые тепловой конвекцией, обеспечивают достаточную циркуляцию для отвода тепла путем испарения со свободной поверхности. [48]
 |
Диаграмма, иллюстрирующая главные режимы кипения в большом объеме и их относительное расположение на кривой зависимости коэффициента теплоотдачи от перепада температуры в пленке. [49] |
Этот график аналогичен графику на рис. 5.1. Правда, значения коэффициента теплоотдачи взяты для несколько других условий; при этом форма кривой видоизменяется таким образом, что правый ее конец понижается. На рисунке показан характер изменения механизма теплоотдачи с увеличением плотности теплового потока для типичной системы. При низких плотностях тепловых потоков в жидкости не содержится паровых пузырей; потоки, создаваемые тепловой конвекцией, обеспечивают достаточную циркуляцию для отвода тепла путем испарения со свободной поверхности. [50]
Характер изменения хпс от и качественно напоминает зависимость акип от температурного напора 62 - / ( см. разд. Такое сходство обусловлено аналогией в механизме теплоотдачи в этих системах. В аспекте представлений о пограничном слое после перехода в псевдоожиженное состояние начинается интенсивное движение твердых частиц около теплопередающей поверхности, это приводит к уменьшению толщины теплового пристеночного пограничного слоя и возрастанию апс. Однако при существенном повышении и поверхность в значительной мере блокируется газовыми пузырями, т.е. малотеплопроводной фазой ( как и при кипении - паровой пленкой), и хпс снижается. [51]
Теплообмен между кипящим слоем и ограничивающими его поверхностями другой температуры - наружными стенками реактора или поверхностями погружаемых в слой теплообменников. Из-за высоких объемной теплоемкости и плотности зерен механизм теплоотдачи в этом случае должен быть аналогичен механизму переноса импульса от поверхности движущихся в кипящем слое тел ( см. раздел III.4), определяющему сопротивление этому движению. [52]
С дальнейшим увеличением перегрева начинается пузырьковое кипение; число центров парообразования растет, что приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи. В точке / ( коэффициент теплоотдачи до тигает максимального значения, после чего наступает кризис кипения, заключающийся в коренном изменении механизма теплоотдачи. Значение этих величин зависит от давления. [53]
Это подтверждается при сопоставлении расчетных значений коэффициентов теплоотдачи с экспериментальными данными. Так, в работе [62] приведены зависимости ap / ap0 f ( P / P0) для фреона-12, полученные с помощью формул разных авторов и показанные на рис. 7.5. Из рис. 7.5 следует, что критериальные зависимости (7.29), (7.35), (7.36), полученные при использовании различных представлений о механизме теплоотдачи при кипении, имеют значительные расхождения с экспериментальными данными для кипения фреона-12. [54]
Это оборудование характерно тем, что его оболочка снабжена специальными фланцами, между которыми устанавливается вполне определенный зазор. Пламя, возникшее внутри оболочки, проходя через этот зазор, гаснет. Механизм теплоотдачи в стенки фланца аналогичен вышеописанному. [55]
Поскольку проволока была очень тонкой, колебания ее температуры сравнительно точно характеризовали изменение коэффициента теплоотдачи. Было установлено, что температура проволоки в период, предшествующий образованию пузыря, менялась мало и заметно снижалась в процессе роста пузыря вплоть до его отделения от поверхности нагрева. Вытекающее из этого опыта представление о механизме теплоотдачи при кипении является новым. Более распространенное мнение сводится к утверждению, что основной механизм переноса тепла состоит в насосном действии пузырей, которые выталкивают перегретую жидкость в более холодное ядро; одновременно обеспечивается приток холодной жидкости из ядра потока к горячей стенке. Существует также мнение, что высокая интенсивность теплоотдачи при кипении обусловлена сильной тур-булизацией пограничного слоя, который при отсутствии кипения представляет большое термическое сопротивление. [56]
Знание закономерностей пленочного кипения особенно важно при обращении с криогенными жидкостями. Очень большие температурные перепады между находящимися при комнатной температуре твердыми телами и криогенными жидкостями часто приводят к возникновению пленочного кипения в процессе захолажива-яия. При работе с криогенными жидкостями пленочное кипение встречается настолько часто, что понимание механизма теплоотдачи при пленочном кипении очень важно для общей теории теплообмена при криогенных температурах. [57]
Живые организмы успешно приспособились к водной среде и даже приобрели способность использовать необычные свойства воды. Благодаря высокой удельной теплоемкости воды она действует в клетках как тепловой буфер, позволяющий поддерживать в организме относительно постоянную температуру при колебаниях температуры воздуха. Высокая теплота испарения воды используется некоторыми позвоночными для защиты организма от перегревания с помощью механизма теплоотдачи путем испарения пота. Сильно выраженное сцепление молекул в жидкой воде, обусловленное влиянием межмолекулярных водородных связей, обеспечивает эффективный перенос в растениях растворенных питательных веществ от корней к листьям в процессе транспирации. Даже то, что лед имеет более низкую плотность по сравнению с жидкой водой и поэтому всплывает в ней, приводит к важным биологическим последствиям в жизненных циклах водных организмов. [59]
Это пред-положен / ле подтверждается рядом наблюдений за движением слоя в сребренных каналах, которые показали, что обтекание слоем стержней с продольными ребрами аналогично обтеканию гладких стержней. Продольные ребра не вызывают заметных радиальных поперечных перемещений частиц, которые могли бы изменить и интенсифицировать механизм теплоотдачи. Об этом также свидетельствуют результаты опытов по теплоотдаче, проведенных с двумя стержнями с прямыми ребрами высотой 12 мм; на одном из стержней ребра были выполнены сплошными по всей длине, на другом - прерывистыми длиной по 50 мм, образующими по длине стержня 36 рядов с шахматным расположением ребер в соседних рядах. [60]
Страницы: 1 2 3 4