8-сабақ. Сұйықтықтарды қайнату кезіндегі жылу алмасу. Сұйықтықты қайнату режимдері
Еркін қозғалыс жағдайында сұйықтың ядролық қайнауы кезіндегі жылу алмасу
жүктеу/скачать 77,95 Kb.
|
8-сабак масса-обмен
| Еркін қозғалыс жағдайында сұйықтың ядролық қайнауы кезіндегі жылу алмасу
Д.А. бойынша жылу беру коэффициенті. Лабунцов: α кип ст. dv.= C ⋅ λ ⋅ Re n⋅ Pr 1/3 /л , Вт/м 2 ⋅К, Мұндағы: l – ядро түзілу сәтіндегі бу көпіршігінің сипаттамалық сызықтық өлшемі, м. Ұқсастық критерийлеріне кіретін физикалық параметрлер қанықтыру температурасында анықталады. Қайнаған судағы константалардың мәндері: Re ≤ 0,01 кезінде, C = 0,0625, n = 0,5; Re > 0,01 кезінде, C = 0,125, n = 0,65. Тәуелділік шамалардың мәндер диапазонында жарамды: Re = 10 -5 ÷ 10 +4 ; Pr = 0,86 ÷ 7,6; W ≤ 7 м/с; және көлемдік бу құрамында – â ≤ 70% қанықтыру қысымдарының кең диапазоны үшін (критикалық қысымға дейін). М.А. бойынша жылу беру коэффициенті. Михеев: α кип ст. dv.\u003d 33,4∆t 2,33 ⋅ R 0,5, Вт / м 2 ⋅К, мұндағы P - бардағы су қысымы. Тәуелділік 1 ÷ 40 бар (0,1-4,0 МПа) қысым диапазонындағы суға қатысты. Құбырлардағы мәжбүрлі конвекция жағдайында көпіршікті қайнау кезіндегі жылу алмасу Бұл жағдайда жылу берілу қарқындылығы сұйықтықтың булануынан болатын пульсирленген қозғалысының өзара әрекеттесуімен және еріксіз конвекцияның әсерінен сұйықтық көлемінен енетін бұзылулармен анықталады. Интерполяция формуласы D.A. Лабунцов құбырлардағы мәжбүрлі конвекция жағдайында ядролық қайнаудан жылу беру үшін келесі формаға ие: α/α w= 4α w/4α w + α q /α q, мұнда: α gәзірленген қайнау формулалары бойынша есептелген жылу беру коэффициенті болып табылады (жылдамдық жылу алмасуына әсер етпеген кезде); α wбір фазалы сұйықтықтың конвективті жылу алмасу формулалары арқылы есептелетін жылу беру коэффициенті (q жылу алмасуына әсер етпеген кезде). Қолданылатын тәуелділік: α q /α w мәндерінің диапазонында 0,5-тен 2,0-ге дейін, (бұл қатынастың мәні 0,5-тен төмен болғанда - α w = α, ал 2,0 үлкен болғанда - α q = α); Орташа көлемдік бу құрамында 70% аспайтын (бұл жағдайда жылу беру коэффициенті t c - t n температура айырмашылығына жатады). Сұйықтықтың пленкамен қайнауы кезіндегі жылу алмасу Қабықшаның қайнауы бу көпіршіктері қосылып, жылу алмасу бетінің жанында үздіксіз бу қабатын құрайтын, периодты түрде сұйықтық көлеміне енетін булану орталықтарының үлкен санының қатысуымен жүреді. Бұл жағдайда сұйықтық қыздырылған бетінен бу қабатымен бөлінеді. Фазалық интерфейске жылу ағыны будың төмен жылу өткізгіш қабаты арқылы өтеді. Еркін қозғалыс жағдайында сұйықтықтың қабықшалы қайнауы кезінде жылу ағынының мәні өзгерген кезде жылу беру коэффициентінің мәні аз өзгереді. Бу пленкасы арқылы конвекция мен жылу өткізгіштікке байланысты жылудан басқа, сәулелі жылу да өтеді. Сондықтан қабықшаның қайнау кезіндегі жылу беру коэффициентіне жылу алмасу бетінің сәулеленуі, сұйық бетінің сәулеленуі және булардың сәулеленуі әсер етеді. Сұйықтықтың қатты қызуы артқан сайын сәулелік жылу алмасудың үлесі күрт артады. Жылу алмасудың екі түрі де - конвективтік жылу алмасу және сәулелену - бір-біріне әсер етеді. Ол сәулеленудің әсерінен пайда болған будың бу қабықшасының қалыңдауына және конвекция мен жылу өткізгіштікке байланысты жылу беру қарқындылығының сәйкес төмендеуіне әкелетіндігінде көрінеді. Қаныққан сұйықтықты пленкамен қайнату кезінде қыздыру бетінен алынған жылу ағыны бу қабықшасының шекарасында орналасқан сұйық қабаттардың булануына ғана жұмсалмайды. Алынған жылудың бір бөлігі пленкадағы буды қатты қыздыру үшін де пайдаланылады, өйткені пленка ішіндегі будың орташа температурасы қанығу температурасынан жоғары. Асқын салқындатылған сұйықтықты қабықпен қайнату кезінде қайнау бетінен бу қабықшасы арқылы өтетін жылу конвекция арқылы сұйықтықтың негізгі бөлігіне ішінара беріледі. Сұйықтық көлеміне конвективтік жылу берудің қарқындылығы суыту мен сұйықтықтың айналу жылдамдығына байланысты. Бір рет өткізілетін қазандарда технологиялық су салқындатылатын күйге түседі де, қатты қызған бу түрінде шығады. Мұндай қазандықта бу-су қоспасы ағып жатқанда, жылу беру коэффициенті өзгереді: кіріс бөлігіндегі бір фазалы ағынның конвекция заңдары бойынша; аралық қимадағы көпіршікті режимнің конвекция және қайнау заңдары бойынша; шығыс бөлігіндегі пленка режимінің қайнау заңдарына сәйкес. Қабықшаны қайнатқанда жылу беру көпіршікті қайнатқаннан әлдеқайда аз. Бірақ жоғары қысымда жылу алмасудың абсолютті мәні маңызды болады. Сондықтан қазандық құбырларының күйіп қалуы (бетінің жануы) жоқ; қыздыру бетінің күйі бұл жағдайда да бақыланады. В.П. бойынша тік қабырғадағы бу пленкасының ламинарлы қозғалысы үшін жылу беру коэффициенті. Исаченко: α \u003d С 4 √ (λ 3 n⋅ r ⋅ ρ n (ρ жақсы − ρ n) ⋅ г /(μ n⋅ ∆t ⋅ H)) , W/(m 2 ⋅K), t \u003d t n кезінде (судың қанығу температурасы) және интерфейстегі жылдамдық - Wgr \u003d 0, тұрақты коэффициент C \u003d 0,667; жылдамдық градиентімен dw= 0, тұрақты коэффициент С = 0,943. Бірінші жағдайда сұйықтық қозғалыссыз, екінші жағдайда сұйықтықтың жылдамдығы шекарадағы будың жылдамдығына тең. В.П. бойынша көлденең цилиндрдің сыртқы бетінде қайнау кезіндегі бу қабықшасының ламинарлы қозғалысы үшін жылу беру коэффициенті. Исаченко: α \u003d С 4 √ (λ 3 n⋅ r ⋅ ρ n (ρ жақсы − ρ n) ⋅ г /(μ n⋅ ∆t ⋅ d)) , W/(m 2 ⋅K), Бұл жағдайда С сәйкесінше 0,53 (сұйықтық стационарлық) және 0,72-ге тең (сұйықтықтың жылдамдығы шекарадағы будың жылдамдығына тең). Бу пленкасының ламинарлы қозғалысы кезінде жылу берілудің берілген тәуелділіктері жылу өткізгіштік арқылы пленка қимасы бойынша жылу беруді ескереді. Жылу беру коэффициентінің сәулелік (сәулелену) құрамдас бөлігі (α p) бөлек анықталуы керек (7.3.4 тарауын қараңыз). Д.А. бойынша тік қабырғада қайнау кезінде бу пленкасының турбулентті қозғалысы кезіндегі жылу беру коэффициенті. Лабунцов: α = С ⋅ (λ/H)(Gr ⋅ Pr) Г 1 /3 Вт / (м 2 ⋅К), Мұндағы: қабықшаның қайнауына қолданылғанда, қабықтағы будың қозғалысын анықтайтын күш g*(ρ) тең. жақсы − ρ n); тұрақты коэффициент С = 0,25; физикалық қасиеттері бу қабықшасының орташа температурасына жатады («G» индексімен көрсетілген). Grashof критерийі Gr = (gl 3 /ν n 2)*(ρ жақсы − ρ n)/ρ жақсы Тәуелділік (Gr ⋅ Pr) кезінде қолданылады Г ≥ 2 ⋅ 10 7 . recommended by жүктеу/скачать 77,95 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|