Теплообмен при изменении агрегатного состояния вещества

Теплообмен при кипении. В процессе кипения происходит интенсивное парообразование во всем объеме кипящей жидкости с образованием паровых пузырьков. Этот процесс протекает при температуре насыщения ТИ или несколько превышающей это значение и сопровождается поглощением теплоты фазового перехода. Различают кипение жидкости в большом объеме и кипение Лнннн тока и изотермы в прямоугольных полостях с Hai peiым выступом на нижнем основании; линии тока в кольцевых полостях (численные решения при Рг =•? 0,71; Gr построен по характерному линейному размеру полос ih на поверхности твердою тела. В отличие от процесса теплообмена, при конвекции однофазной жидкости процесс теплообмена при кипении является более интенсивным, поскольку сопровождается дополнительным переносом теплоты и массы с помощью паровых пузырьков или паровой пленки. Существуют три основных режима кипения - пузырьковый, переходный и пленочный. Пушрьковый режим кипения сопровождается образованием на поверхности теплообмена паровых пузырьков. При больших тепловых потоках паровые пузырьки сливаются, образуя на поверхности наг рева сплошную пленку, и режим кипения становится пленочным. Пузырьковый режим кипения - режим, при котором пар образуется в виде периодически зарождающихся и растущих пузырьков. Пленочным режим кипения характеризуется меньшей интенсивностью теплоотдачи, чем пузырьковый. Кипение возможно при условии некоторого nepei рева жидкости относительно температуры насыщения, при наличии центров парообразования. Минимальный радиус RK парового пузырька в момент зарождения соответствует размеру неровностей на поверхности теплообмена. Чем больше перегрев жидкости и чем выше давление р, тем меньше RK. Если жидкость смачивает стенку, кипение протекает при незначительном перегреве. Это означает, что на образование пузырей помимо перегрева и давления влияет также характер физико-химического взаимодействия жидкости с 1вердой сгенкой. Число действующих центров парообразования увеличивается с уменьшением RРост числа петров парообразования приводит к увеличению интенсивности теплоотдачи за счет перемешивания жидкости при движении пузырьков. На поверхности нагрева где а — коэффициент поверхностного натяжения. Показано, что работа, которую необходимо затратить на образование пузырьков, уменьшается по мерс увеличения перегрева жидкое! и. Поэтому вероятность вскипания увеличивается с ростом температурного напора Скорость роста паровых пузырьков является одной из основных характеристик процесса кипения и зависит от безразмерною комплекса где г — скрытая теплота парообразования; сж — массовая удельная теплоемкость жидкости; р* и рн- плотность соответственно жидкости и пара. Ско- рость роста пузырьков повышается по мере увеличения этого комплекса. Это особенно заметно при низких давлениях. Паровой пузырек отрывается от поверхности нагрева и всплывает при определенном диаметре, который зависит от способности жидкости смачивать поверхность. Жидкость, не смачивающая поверхность, оттесняется от нее, и интенсивность теплоотдачи уменьшается. Теплоносители, обычно применяемые в теплоэнергетических установках, а также криогенные жидкости смачивают металлические поверхност и. К несмачивающим жидкостям относится, например, ртуть. Процесс теплоотдачи от перегретой жидкости к поверхности оторвавшеюся пузырька отличается высокой интенсивностью. Турбулизация нарожидкостной смеси движущимися пузырями существенно сказывается на интенсивности теплоотдачи только при небольших AT. Интенсивность теплоотдачи при пузырьковом кипении в основном определяется толщиной тонкой жидкоспюй прослойки, остающейся непосредственно на поверхности теплообмена вследствие смачивания. Линия, характеризующая зависимость теплового потока от температурного напора, называется кривой кипения. На зависимость плотности q теплового потока от температурного напора ДТ представлена в логарифмической системе координат. Область / на этом графике соответствует конвективному теплообмену. В области 2, благодаря малой плотности центров парообразования, процесс кипения неустойчив. Область 3 соответствует развитому пузырьковому режиму кипения. В этой области плотность q теплового потока достигает максимума. Дальнейшее повышение перегрева жидкости приводит к появлению переходной области 4

Изобарный процесс

Уравнение изобарного процесса р= const.

Графически изобарный процесс в р—v- диаграмме изображается прямой линией, параллельной оси объемов. Линия изобарного процесса называется изобарой.

Связь между параметрами в изобарным процессе выража ется законом Гей-Люссака:

Изменение внутренней энергии газа рассчитывается по формуле:

В изобарном процессе происходит изменение объема рабочего тела, следовательно, совершается работа, определяемая:

Дата добавления: 2015-05-09