Стр. 50 - Теплогидродинамические процессы генерации пара в ЯЭУ
Упрощенная HTML-версия
ТЕПЛОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГЕНЕРАЦИИ ПАРА В ЯЭУ
50
14. МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ КАПЕЛЬ ПРИ БАРБОТАЖЕ
И УНОС ИХ ПАРОМ
Появление капель воды над поверхностью ЗИ происходит за счет
энергетических затрат, обусловленных:
• уменьшением скорости подъемного движения частиц вещества от
скорости всплытия пузырьков пара
W
Г
(р
S
)
до скорости подъемного течения
пара в паровом пространстве БС:
W
0
=
D
"
/
F
зи
ρ
"
,
• энергией поверхностного натяжения, освобождающейся при разрыве
оболочек всплывающих пузырей (вследствие уменьшения площади
поверхности раздела фаз у пузырей и капель).
Оценки обоих слагаемых затрат энергии показывают, что первая
компонента существенно меньше второй. Рассмотрение и количественная
оценка основных параметров процесса превращения пузыря в каплю
соответствует стадиям явления, представленным на рис. 14.1.
W
к
W
0
=
D
"
/
F
зи
. ρ
"
W
Г
(р
s
)
W
в
R
п
δ
R
(τ)
Рис. 14.1
Механизм образования капель связан с разрушением жидкой полусферы,
образующейся при всплытии парового пузыря. Пленка толщиной δ
в верхней
части полусферы постепенно утоньшается, так как жидкость стекает оттуда
вниз. После разрыва пленки образуется двигающийся со скоростью
W
в
валик
жидкости. В произвольный момент времени τ радиус места расположения
валика равен
R
(τ)
,
а его масса в соответствии с законом сохранения вещества:
m
(τ)=ρ
'
π
R
2
(τ)δ.
(14.1)
Закон сохранения энергии для рассматриваемой схемы явления
записывается в виде равенства кинетической энергии валика, приобретенной за
время
τ
, и величины высвобождаемой энергии поверхностного натяжения:
0,5
m
(τ)
W
2
в
=2π
R
2
(τ)σ.
(14.2)
Коэффициент 2 учитывает наличие двух сферических поверхностей
(внутренней и внешней).
Подстановка (14.1) в (14.2) приводит к оценке величины скорости валика:
W
B
= (4σ/δρ
'
)
1/2
= сonst
.
(14.3)
