Теплоотдача при кипении

Кипением называется процесс образования пара внутри объема жидкости и на твердой поверхности нагрева, при котором паровые пузырьки образуются в отдельных точках поверхности - центрах парообразования. Различают два режима кипения - пузырьковый и пленочный. Пузырьковое кипение - это такое кипение, при кото­ром пар образуется в виде периодически зарождающихся и расту­щих пузырей. Пленочным кипением называют кипение, при кото­ром на поверхности нагрева образуется сплошная пленка пара, пе­риодически прорывающегося в объем жидкости.

Изменение механизма (закономерностей) теплоотдачи в начале перехода от пузырькового режима кипения к пленочному или от пленочного к пузырьковому в теплотехнике называют кризисом теплоотдачи при кипении, а максимально возможную (при данных условиях) плотность теплового потока при пузырьковом кипении - первой критической плотностью теплового потока q_кр1.

По достижении первой критической плотности теплового по­тока дальнейшее увеличение температурного напора (разности температур стенки и жидкости) вызывает вначале существенное снижение плотности теплового потока до достижения минимально возможной (при данных условиях) плотности теплового потока при пленочном кипении, называемой второй критической плотно­стью теплового потока q_кр2.

На практике стремятся обеспечить режим работы парогенера­тора, отвечающий условию q< q_кр1.

Для расчета коэффициента теплообмена при кипении предло­жено большое количество эмпирических зависимостей.

При пузырьковом кипении жидкости в большом объеме в усло­виях свободного движения справедлива зависимость

(10.27)

где Re = 10^-5...10 ⁴; Рr = 0,86... 7,6; С, m, n - опытные константы