- •Раздел 2
- •2.2.Понятие о размерности, единицы измерения. Структура функциональных связей между физическими величинами
- •2.3. П-теорема Букингама 1
- •2.4. Примеры приложения теории размерности к решению конкретных задач.
- •2.4.1. Задача нестационарной теплопроводности.
- •2.4.2. Движение вязкой жидкости в прямолинейной трубе.
- •2.4.3. Теплоотдача тела в потоке жидкости
- •2.4 4. Заполнение сосуда через подводящую трубу
- •2.4.5. Распространение взрывной волны от атомного взрыва.
- •2.4.6. Использование дополнения Хантли
- •2.4.7. Вывод уравнения Нуссельта для конденсации неподвижного пара на вертикальной поверхности.
- •2.5. Модели различного уровня, их связь с реальными законами природы и примеры использования.
- •1.5.1. Модели с.С.Кутателадзе и н.Зубера для кризиса кипения в большом объеме
- •1.5.2. Модель б.С.Фокина для определения границ режимов течения
- •I.7.Метод подобия, базирующийся на анализе уравнений процесса, приведенных к безразмерному виду
- •Запишем теперь уравнения для теплового пограничного слоя
- •1.8.Турбулентность и аналогия Рейнольдса
- •1.9. Подобные (автомодельные) решения уравнений теплогидродинамики
- •1.9.1. Использование метода подобия для решения нестационарного уравнения теплопроводности
- •2.9.2. Автомодельное решение для пограничного слоя на бесконечной пластине.
- •2.10. Термодинамическое подобие и закон соответственных состояний
- •2.11.Использование термодинамического подобия для описания процессов, протекающих на линии насыщения.
- •2.12. Использование термодинамического подобия для описания теплообмена при наличии фазового перехода (кипение и конденсация)
- •2.12.1 Теплоотдача при пузырьковом кипении
- •2.12.2 Теплоотдача при конденсации
- •2.13. Проблемы моделирования теплогидравлических процессов при их экспериментальном исследовании
2.12.2 Теплоотдача при конденсации
Предварительно отметим, что, как известно, существует два типа кон-денсации – пленочная и капельная. Но поскольку последняя реализуется лишь в достаточно специфических условиях, то здесь будет рассматриваться лишь пленочная конденсация.
Принцип подхода к построению зависимостей для теплоотдачи при конденсации насыщенного пара не отличается заметно от того, который использовался при анализе кипения. Однако, процесс конденсации значите-льно сильнее, чем кипение зависит от параметров процесса. Поэтому для функции, определяющей влияние режимных параметров на теплоотдачу, существует несколько различных реализаций. Отсюда следует, что вопрос относительно существования универсальной зависимости для оценки влияния давления на теплоотдачу при конденсации является существенно более сложным, чем для кипения. Поэтому единая форма функции, моделирующей влияние физических свойств, могла бы оказаться неприем-лемой. Однако, как будет видно из дальнейшего, даже при таком подходе удалось получить неплохие результаты.
Для построения расчетных зависимостей были использованы оба подхода, продемонстрированные выше. Это выбор в качестве масштаба ре-перного значения коэффициента теплоотдачи при конденсации. аналогично формуле (71) для кипения. При этом учет специфики существенно отлич-ных случаев конденсации может быть осуществлен путем выбора реперного значения теплоотдачи из массива данных для соответствующего режима.
При этом формула для теплоотдачи принимает уже знакомый нам вид
(88)
Аппроксимация функции FC() является кусочной и состоит из трех участков
FC() = 2,1 0,17 при 5 10 -3 ;
FC() = 1,1 0,054 при 5 10 -3 10 -1 ; (89)
FC() = - exp [ 1,74 ( - 0,1)] при 10 -1 1 .
Обобщающая функция приведенного давления имеет вид, показанный на рис.5. Как и для случая кипения на рис. 4 показана лишь область разброса экспериментальных точек. Аналогично кривой для кипения (см. рис.7),
Рис.8.
Обобщение экспериментальных данных
по конденсации в критериях
термодинамического подобия Р/
Р
= F();
Р
= 0,12 Рк для
11 различных веществ.
здесь приведены опытные данные для различных веществ без подразделения на термодинамически подобные группы. Поскольку при обобщении данных используются реперные значения коэффициентов теплоотдачи, то в разделении на различные режимы конденсации нет необходимости.
Для получения зависимостей типа (69, 70), не требующих реперных значений коэффициента теплоотдачи, оказывается необходимым разбить массив опытных данных на три группы, соответствующие конденсации неподвижного пара (1), конденсации пара, движущегося с умеренной скоростью (2) и конденсации быстродвижущегося пара (3). Эти формулы можно найти в рекомендованной литературе.