Практическая работа №13. Краткие теоретические сведения

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
, бар
, бар
	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
, Па
, Па

3. Вычислить коэффициент теплоотдачи при кипении воды и количество пара, получаемое в испарителе за 1 ч, общая поверхность которого F (м²). Температура стенки испарителя t_CT (° С). Давление пара р (бар). Недостающие исходные данные взять из таблицы 3.

Таблица 3. Исходные данные

Вариант


	4,5	5,5	6,5	7,5	8,5