Практическая работа №13
Тема: Расчет теплоотдачи при кипении жидкости
Цель: Научиться рассчитывать интенсивность теплоотдачи, плотность теплового потока, коэффициент теплоотдачи при различных режимах кипения воды
Оснащение: Методические указания для выполнения работы. Варианты заданий.
Литература:
1. В. Н. Луканин. Теплотехника. Москва,Высшая Школа, 2009 г
2. Ерофеев В. Л., Семенов П. Д., Пряхин А. С. Теплотехника. Москва, Икц «Академкнига», 2008 г.
3. В. Г. Ерохин, М. Г. Маханько. Сборник задач по основам теплотехники и гидравлики. Москва, Энергия, 1972 г.
Контрольные вопросы:
1. При каких условиях возникает процесс кипения?
2. Где образуются пузырьки пара?
3. Какое кипение называется пузырьковым и пленочным?
4. Какой момент кипения называется критическим?
5. Какие уравнения рекомендуются для определения коэффициента теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости?
Порядок выполнения работы:
1. Изучаем методические рекомендации к работе.
2. Знакомимся с примерами решения заданий.
|
|
3. Выписываем необходимые для решения заданий формулы.
4. В соответствии с вариантом задания производим расчеты.
5. Делаем выводы.
Краткие теоретические сведения
Для возникновения кипения необходимы два условия: перегрев жидкости относительно температуры насыщения и наличие центров парообразования, которыми могут являться неровности поверхности нагрева, пузырьки воздуха, пылинки и т. д.
Кипение, при котором пар образуется в виде отдельных пузырьков, называется пузырьковым кипением. С увеличением теплового потока отдельные пузырьки сливаются, образуя у поверхности нагрева сплошной паровой слой с периодически отрывающимися пузырями. Такой режим называется пленочным кипением.
Для воды расчетная формула может быть представлена в виде:
Формула применима в диапазоне давлений от 1 до 200 бар
Плотность теплового потока определяем по формуле (4.12)
Расчет теплоотдачи при пленочном кипении на горизонтальных трубах в большом объеме:
Расчет теплоотдачи в этом случае может проводиться по формуле:
Примеры решения задач
Задания
1. Определить интенсивность теплоотдачи и температурные напоры при пузырьковом кипении воды для давлений р1 и р2 (бар) при тепловой нагрузке
q (Вт/м2). Недостающие исходные данные взять из таблицы 1.
Таблица 1. Исходные данные
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
, бар | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 95 |
, бар | 110 | 120 | 130 | 140 | 150 | 160 | 170 | 180 | 190 | 195 |
1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,4 |
2. Определить наибольшие плотности тепловых потоков, которые можно отвести от поверхности нагрева при пузырьковом режиме кипения воды в большом объеме при давлениях р1 и р2. Недостающие исходные данные взять из таблицы 2.
|
|
Таблица 2. Исходные данные
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
, Па | 5 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 |
, Па | 90 | 105 | 110 | 115 | 120 | 125 | 130 | 135 | 140 | 145 |
3. Вычислить коэффициент теплоотдачи при кипении воды и количество пара, получаемое в испарителе за 1 ч, общая поверхность которого F (м2). Температура стенки испарителя tCT (° С). Давление пара р (бар). Недостающие исходные данные взять из таблицы 3.
Таблица 3. Исходные данные
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |
156 | 162 | 168 | 174 | 180 | 186 | 192 | 198 | 204 | 210 | |
4,5 | 5 | 5,5 | 6 | 6,5 | 7 | 7,5 | 8 | 8,5 | 9 |