Стр. 59 - Теплогидродинамические процессы генерации пара в ЯЭУ
Упрощенная HTML-версия
ТЕПЛОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГЕНЕРАЦИИ ПАРА В ЯЭУ
59
17. ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КИПЕНИИ.
ОТРЫВ И ДВИЖЕНИЕ ПАРОВЫХ ПУЗЫРЕЙ.
КРИВАЯ КИПЕНИЯ
Как следует из приведенного выше простейшего анализа, интенсивность
процесса роста пузырей определяется тепловой нагрузкой
q
S
и давлением
насыщения
р
S
. Время роста парового пузыря τ
р
ограничено достижением
R
(τ)
величины отрывного радиуса
R
0
. Величину
R
0
можно оценить рассматривая
схему сил, действующих на пузырь в момент отрыва (рис. 16.1). Приравнивая в
состоянии равновесия проекции сил тяжести, поверхностного натяжения и
архимедову:
4
g
π
R
3
0
(ρ
'
-ρ
"
)/3 = 2
f
(θ)πσ
R
0
,
имеем формулу Телетова, определяющую размер
R
0
:
R
0
= [1,5
f
(θ)σ /
g
(ρ
'
-ρ
"
)]
1/2
,
(17.1)
где
f
(θ) ≈0,04 – функция угла смачивания θ, определяемая опытным путем.
При сопоставлении (16.16) и (17.1) время роста пузыря оценивается
простой формулой:
τ
р
=12
f
(θ)σ(ρ
"
)
2
r
/
g
λ
'
∆
T
ρ
'
(ρ
'
-ρ
"
).
(17.2)
В момент отрыва паровой пузырь приобретает грушевидную форму, а
реальный процесс отрыва пузыря заключается в потере устойчивости
поверхности раздела. В результате за короткое время растущий пузырь
оказывается отделенным от греющей поверхности слоем жидкости, толщина
которого сопоставима с
R
0
,а в углублении остается некоторый объем пара,
выполняющий функции зародыша для последующего пузыря. Расчет
параметров этого существенно нестационарного процесса весьма сложен.
Следует отметить, что в области высоких давлений формула (17.1) даёт
результаты, отличающиеся от опытных данных.
Всплытие оторвавшегося одиночного парового пузыря происходит с
примерно постоянной скоростью, вычисление которой выполнено выше:
W
Г
(р
S
)
= [(4
g
σ(ρ
'
-ρ
"
)/(ξρ
'
)
2
]
1/4
.
(17.3)
Такая скорость обеспечивает отвод тепла от греющей поверхности
отдельными порциями при плотности теплового потока, зависящей только от
давления насыщения:
q
S
=
r
ρ
"
W
Г
(р
S
)
=
r
ρ
"
[(4
g
σ(ρ
'
- ρ
"
)/(ξρ
'
)
2
]
1/4
.
(17.4)
Тонкие эксперименты по измерению температурных полей греющей
стенки
T
ст
(τ)
указывают на периодический характер ее зависимости от времени,
