Влияние теплообмена от стенки к рабочей трубе

Факторы, влияющие на температуру стенки

Как видно из (4.1) и (4.2) температура стенки сильно зависит от коэффициента теплоотдачи с внутренней стороны. Определяется он по значению скорости рабочей среды в разверенной (наиболее напряженной) трубе, и в зависимости от конкретных условий эксплуатации его значения могут существенно изменяться при одном и том же расходе среды. Выясним характер изменения коэффициента теплоотдачи при движении среды в поверхностях нагрева.

На рис. 4.2 показана качественная картина изменения температуры рабочей среды и стенки по длине парообразующей трубы, на основании которой мож-

но выделить следующие характерные зоны.

Зона 0-1. Характеризуется тем, что температура среды и температура стенки ниже температуры насыщения. Здесь имеет место конвективная теплоотдача к некипящей жидкости.

Рис. 4.2. Изменение температуры среды (——) и стенки (– – –) по длине парогенерирующей трубы

Характерным для этой зоны является развитое турбулентное течение жидкости. Коэффициент теплоотдачи определяется в основном скоростью движения жидкости по известным зависимостям при продольном обтекании поверхности, или. В зоне 1-2., а. Здесь происходит кипение жидкости недогретой до насыщения. Ввиду малого превышения температуры насыщения процесс кипения происходит неинтенсивно. Это область неразвитого кипения. Коэффициент в ней мало отличается от первой зоны. По мере увеличения тепловосприятия, рабочая среда нагревается до насыщения и процесс парообразования интенсифицируется.

Этот процесс соответствует зоне 2-3, получившей название зоны развитого пузырькового кипения. Режим развитого пузырькового кипения характеризуется значительным увеличением, который уже не зависит от скорости потока, а определяется плотностью теплового потока и абсолютным давлением. Из-за больших в этой зоне мало отличается от температуры рабочей среды.

С увеличением массового паросодержания, при определенных значениях плотности теплового потока могут наступить кризисные явления, приводящие к резкому уменьшению. Существуют два кризиса теплообмена: кризис 1-го и 2-го рода. При кризисе первого рода около внутренней поверхности трубы образуется пленка пара, препятствующая подходу массы воды из потока к стенке и отходу пара от стенки в центр потока. Кризис второго рода возникает при стержневом режиме течения и вызван утонением пристенной пленки жидкости до размеров, меньших, чем гребешки шероховатости. Значения массовых паросодержаний, соответствующие этим режимам, получили названия и.

На рис. 4.2 кризисное изменение соответствует зоне 3-4. В сечении 4-4 энтальпия среды достигает значения энтальпии насыщенного пара и на участке 5-4 движется перегретый пар. Также как и на начальном участке здесь происходит теплоотдача к однофазной среде.

При движении среды СКД также как и для двухфазной среды возможны явления ухудшения теплообмена. Происходят они при значениях параметра.

На рис. 4.3 показано изменение температуры среды и стенки трубы от энтальпии при разных значениях плотностей тепловых потоков. Здесь соответствует плотности теплового потока, для которого.

Определение в условиях ухудшенного теплообмена производят путем введения поправочного коэффициента в формулу для при течении однофазной жидкости. Характер изменения коэффициента от и энтальпии потока показан на рис. 4.4.

Дата добавления: 2014-01-04