Жылуэнергетикасы мен жылу технологияларында
Будың конденсаттануы және сұйықтың қайнауы кезіндегі
жүктеу/скачать 1,55 Mb. Pdf көрінісі
|
теплоэнергетика каз вторичные энергетические ресурсы
|
4.2 Будың конденсаттануы және сұйықтың қайнауы кезіндегі жылуалмасу Дененің агрегаттық күйі өзгергенде жылуалмасуға ортаның және беттің физика-химиялық күйі әсер етеді: - беттің күйі – таза, ластанған, кедір-бұдыр; - капиллярлылық және беттік созылу; - адсорбция – қатты дененің (адсорбент) беткі қабатына газ, бу немесе сұйықтың сіңірілуі; - абсорбция – газ немесе сұйық буының көлемдік сіңірілуі (абсорбентпен ерітінді түзе отырып); - десорбция – қатты денеден немесе сұйықтан адсорбция немесе абсорбция кезінде сіңірілген заттың аластатылуы. Конденсация деп дененің бу күйінен сұйық күйге өтуін айтады. Турбина қондырғыларында қолданылатын конденсаторлар мен жылуды генерирлеуші қондырғыларда қолданылатын булық суқыздырғыштар, әдетте горизонталь немесе вертикаль құбырлардан пакет түрінде орналастырылады, құбырдың сырт жағынан бу өтеді, ал құбырдың ішімен су жүреді. Бу суық бетпен жанасқанда тамшы немесе қабықша түрінде конденсаттанады. Берілген қысымда бет температурасы Т w қанығу температурасынан T s төмен болғанда бу конденсацияланады. Жылуалмастырғыштағы жылудың берілуі тамшы немесе қабықша түрінде түзілген конденсатқа байланысты. Сонымен қатар беттің орналасуына да көңіл бөлу керек. Вертикаль орналасқан құбырлармен салыстырғанда горизонталь орналасқан құбырлардың орташа жылуберу коэффициенті жоғары болады. Бірақ бұл бір құбырлы қыздырғыштар үшін тиімді, ал құбырлар шоғыры орналасқан қыздырғыштарда шоғырдың жоғарғы жағындағы бу конденсатқа айналады да, төмен аға бастайды, салдарынан келесі төменгі қабаттарда құбыр бетіндегі қабықшалы конденсат қалыңдай береді. Сондықтан үлкен конденсаторлардың горизонталь құбырларында конденсатты ағызу үшін көлбеу астаушалар орналастырған дұрыс. Ал вертикаль орналастырылған құбырлар үшін конденсатты әкеткіш қақпақтар қолданған дұрыс. Бірақ әрбір 10 см сайын қақпақтарды орналастырғанда ағып бара жатқан қабықты конденсаттың қалыңдауы азайып, құбыр бойымен 32 берілетін жылуберу коэффициентінің орташа шамасы артады. Ал аса қызған конденсацияланғанда жылуберу бірнеше шамаға жоғары болады. Қайнау деп қанығу температурасынан жоғары қыздырылған сұйықтың буға айналу процесін айтады. Қайнау процесі үшін үш шарт орындалуы керек, олар: 1) Сұйықтың қызуы – сұйықтың қанығу температурасына дейін қызуы (сәйкесті қысымдағы қайнау температурасы) және одан жоғары болуы. 2) Сұйықтың ішкі көлемінде немесе қабырға жақтауларында көпіршікті орталардың пайда болуы. 3) Жылудың үздіксіз берілуі. Қайнаудың екі режимі бар: көпіршікті және қабықты. Көпіршікті қайнау тәжірибеде жиі кездеседі (бу қазандары, болат экономайзерлер). Көпіршікті қайнау кезінде көпіршіктер қыздырылған беттің белгілі бір нүктелерінде пайда болады, бұнда адгезия (беттен сұйықтың ажырауы) күші төмен болады да, бу көпіршіктері алдымен өлшемі бойынша ұлғаяды, содан кейін қабырғадан ажырап сұйық қабаттары арқылы бу кеңістігіне өтеді. Олардың артуы мен қозғалысы нәтижесінде сұйық қарқынды түрде араласа бастайды. Егер қайнау қозғалмайтын сұйықта орын алса, яғни үлкен көлемді сұйықта өтсе, онда көпіршіктердің қабырғадан ажырауы архимед күшінің әсерінен туады. Ал сұйықтың мәжбүрлі қарқынды ағуы кезінде көпіршіктердің қабырғадан ажырауы динамикалық ағын әсерінен туады. Ағын жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, үзілетін көпіршіктердің диаметрі соғұрлым кіші болады. Егер сұйықтың көп бөлігі қанығу температурасына дейін қыздырылмаса, онда бу көпіршіктері аса қызған қабырғадан шыққанда температурасы төмен ортаға түседі де конденсатталады. Бұндай процесс беттік қайнау деп аталады. Қайнаудың қабықты режимі екі себепке байланысты пайда болады: қыздыру бетімен сұйық жанаспайды және қыздыру бетінің жылулық жүктемесі үлкен болады. Жылуөткізгіштік коэффициенті төмен булық қабықтың салдарынан қыздырылатын бет пен қайнайтын сұйықтың арасында термиялық кедергі үлкен болады. Нәтижесінде жылуберу коэффициентінің шамасы азаяды, ал максималды жылулық жүктеме шекті жылулық жүктеме q кр деп аталады. Қайнау кезіндегі сұйықтың шекті параметрлерінің шамасын білудің тәжірибелік мәні зор, мысалы шекті температуралық тегеурін артса сұйық қайнатқыш қондырғының өндірулігі бірден төмендейді. жүктеу/скачать 1,55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|