Тема 3.1. Теплоотдача при кипении жидкости

Методические указания

Теплоотдача при кипении жидкости является очень сложным процессом, зависящем от большого количества отдельных параметров.

При изучении этой темы внимательно разобраться с зависимостью тепловых потерь от температурного напора и с кризисами кипения первого рода. Изучить физическую сущность процессов теплоотдачи при кипении жидкости в большом объеме и в трубах. Кроме того, необходимо изучить физическую сущность расчетных зависимостей теплоотдачи при кипении, полученных с помощью теории подобия.

Литература: [1], с. 250—282; [4], с.174—202.

Вопросы для самоконтроля

1. Объяснить общую картину процесса кипения жидкости в неограниченном объеме. Показать графически характер изменения температуры жидкости по высоте объёма.

2. Изобразить схематически процесс образования и роста пузырька пара при кипении жидкости на смачиваемой и не смачиваемой поверхности нагрева. Объяснить, от чего зависит величина давления пара внутри парового пузырька.

3. Где образуются пузырьки пара?

4. Что такое перегрев жидкости, центры парообразования и причины их возникновения?

5. Как зависит тепловой поток от температурного напора?

6. Какое кипение называется пузырьковым и пленочным?

7. Какой момент кипения называется критическим?

8. В чем особенности переходного и пленочного режимов кипения жидкости в неограниченном объеме?

9. В чем суть кризиса кипения первого рода?

10. Какие уравнения рекомендуются для определения коэффициента теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости?

11. Какие числа подобия входят в формулу Лабунцова?

12. Почему изменяется гидродинамическая структура потока кипящей жидкости по длине и поперечному сечению вертикальной трубы?

13. Перечислить основные факторы, влияющие на теплоотдачу при движении кипящей жидкости в вертикально и горизонтально расположенных трубах.

14. Какими методами можно интенсифицировать теплообмен при кипении?

Тема 3.2. Теплоотдача при конденсации пара

Методические указания

Теплоотдача при конденсации происходит при изменении агрегатного состояния. Это сопровождается целым рядом специфических особенностей, что очень осложняет процесс изучения такого рода конвективного теплообмена.

При изучении этой темы необходимо обратить внимание на выбор формул для определения коэффициента теплоотдачи в зависимости от расположения труб, на особенность выбора числа подобия (берется число Рейнольдса, а не Нуссельта) и на выбор определяющей температуры в зависимости от вида уравнения подобия.

Литература: [1], с. 203—221; [4], с. 226—244.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем сущность процесса конденсации?

2. Назвать основные виды процесса конденсации, факторы от которых они зависят, и особенности теплоотдачи в каждом из них.

3. Перечислить основные допущения, которые вводятся при теоретическом и экспериментальном решении задачи конденсации пара.

4. Объяснить механизм процесса конденсации водяного пара на вертикальной стенки и зависимость коэффициента теплоотдачи от толщины стекающей плёнки и теплопроводности конденсатора.

5. Объяснить, как влияют на процесс конденсации величина и направления скорости движения пленки конденсатора и потока пара, режим течения пленки конденсатора, степень перегрева пара.

6. Показать схематически, как изменяется по высоте местное значение коэффициента теплоотдачи при конденсации пара на вертикальной стенке.

7. Привести общий вид уравнения подобия для плёночной конденсации водяного пара.

8. Как определяется масса образовавшегося конденсата?

9. Как влияет направление движения пара на теплоотдачу?

10. Как влияют неконденсирующиеся газы и примеси на процесс конденсации?

11. Как влияет на теплоотдачу расположение поверхностей теплообмена в конденсаторе?