Стр. 87 - КРАТКИЙ КУРС ТЕПЛОМАССООБМЕНА

КРАТКИЙ КУРС ТЕПЛОМАССООБМЕНА
87
ГЛАВА 13.
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ
13.1. Основные понятия и определения
Парообразование – свойство капельных жидкостей изменять свое агре-
гатное состояние и превращаться в пар. Температура, при которой начинается
процесс парообразования при данном давлении, называется температурой на-
сыщения TS , ее значение зависит от рода жидкости и от ее давления.
Кипение − процесс парообразования, при котором происходит возникно-
вение паровой фазы внутри перегретой жидкости или на греющей стенки.
Испарение – процесс парообразования, происходящий лишь на поверх-
ности капельной жидкости.
В зависимости от плотности теплового потока и других факторов на по-
верхности образуются либо отдельные паровые пузыри, либо сплошная пленка
пара и кипение принято называть пузырьковым или пленочным , соответственно.
Пузырьковым кипением называется такое, при котором пар образуется в виде
периодически зарождающихся и растущих пузырей. Пленочным кипением на-
зывается такое, на поверхности нагрева образуется сплошная пленка пара, пе-
риодически прорывающегося в объем жидкости.
В 1933 г. Нукияма предложил теплоотдачу при кипении в большом объе-
ме описывать с помощью зависимости q = f(∆T). На рис. 13.1 представлена кри-
вая кипения – зависимость плотности теплового потока q от температурного
напора ∆T = T w – TS. Если температура поверхности нагрева Tw больше темпе-
ратуры насыщения жидкости TS, то при некотором перепаде ∆T будут возни-
кать паровые пузыри на поверхности нагрева.
Для возникновения процесса кипения необходимо соблюдение двух ус-
ловий, а именно: наличия перегрева жидкости относительно температуры на-
сыщения и наличия центров парообразования.
При пузырьковом кипении тепловой поток передается за счет конвекции
жидкости на участках поверхности между паровыми пузырями и испарения на
участках поверхности, контактирующих с пузырями. Согласно существующим
представлениям на теплоотдачу при пузырьковом режиме оказывают наиболь-
шее влияние шероховатость, смачиваемость и теплофизические свойства жид-
кости и поверхности.