Поверхность конденсации

В трубах паровых котлов коэффициент теплоотдачи к кипящей воде можно определять по графикам, приведенным на рис. 8.22 [195]. Для окисленных труб «Ок выбирается в зависимости от давления и плотности теплового потока по кривым рис. 8.22, а. При кипении воды в трубах из нержавеющей стали (чистая поверхность) коэффициент теплоотдачи а определяется из соотношения ач—каок, в котором поправочный множитель для нержавеющих труб к находится по графику, приведенному на рис. 8.22, б.

Цилиндр радиусом г0 отдает тепло окружающей среде через свою боковую -поверхность; коэффициент теплоотдачи а во всех точках поверхности одинаков и остается постоянным на протяжении всего периода охлаждения. Температура среды ^ж постоянна. В начальный момент времени при т=0 температура является некоторой функцией t(r, 0)—f(r), Отсчет температуры цилиндра будем вести, как и в § 3-3, от температуры среды, т. е. t — tK—$- При этих условиях уравнение теплопроводности принимает вид: .

Эта модель позволяет убедиться в том, что, когда все шарики выдвинуты одинаково и как бы имитируют плоскую поверхность, коэффициент трения значительно больше, чем когда шарики выдвинуты не одинаково, а также в том, что коэффициент трения модели при увеличении нагрузки переходит через максимум и затем, падая, достигает постоянного значения. Все эти неожиданные явления объясняются зависимостью числа шариков, находящихся в контакте с опорной плоскостью, а следовательно, и площади истинного контакта от нагрузки и характера «шероховатости».

Поверхность, Коэффициент 5т

Коэффициент поглощения звука а характеризует отношение поглощенной энергии звука к энергии, падающей на отражающую поверхность. Коэффициент звукопоглощения зависит от вещества звукопоглотителя, его толщины и обработки. Хорошими звукопоглотителями являются волокнистые материалы: вата, плиты из прессованных опилок, войлок, пробка и т. д. Значения а для некоторых материалов в зависимости от частоты звука приведены в табл. 1.17. В табл. 1.18 приведены значения ч для воздуха при ^ = 20° С.

Обрабатываемая поверхность Коэффициент К2 при НВ

/ — цилиндрическая камера; 2 и 4 — теплоизоляция; 3 — конденсатор; 5—камера охладителя; 6 — охранный нагреватель; 7,8 — термопары; 9 — поверхность конденсации; 10 — линия к вспомогательному конденсатору.

В качестве поверхности конденсации используется плоская торцевая поверхность 9 цилиндра диаметром 50 и длиной 80 мм. Она защищается от воздействия натрия тонким сл'оем нержавеющей стали (толщина слоя известна).

Будем полагать в дальнейших рассуждениях, что поверхность конденсации плоская (или достаточно близкая к плоской) и толщина слоя

При рассмотрении процесса конденсации на сравнительно высоких ребрах из теплопроводных материалов (медь, латунь) обычно пренебрегают силами поверхностного натяжения и эффективностью ребра. В связи с различным характером течения конденсата поверхность конденсации условно разбивается на несколько зон и

воздух из атмосферы. Поверхность конденсации в этом случае уменьшится из-за обволакивания части ее воздухом, в результате чего в концевом конденсаторе давление возрастет и воздух вместе с паром выделится в атмосферу. Затем этот процесс повторится, причем колебание давления за диффузором второй ступени вызовет колебание давления в камере смешения второй ступени, а тем самым и за диффузором, и в камере смешения первой ступени, вследствие чего произойдет колебание вакуума в конденсаторе.

Два последних фактора при расчете коэффициента конденсации могут быть учтены величиной энергии активации е [165]. Коэффициент конденсации по определению есть вероятность конденсации молекул, которые попали на поверхность конденсации. Вероятность протекания процесса зависит от энергии активации. Если рассматривать молекулы конденсата как молекулы пара, находящиеся в потенциальной яме Uo = r, и принять потенциальную энергию взаимодействия молекул пара равной нулю, то коэффициент конденсации можно определить как вероятность перехода молекул из одной области в другую [при е = 0 (рис. 9.5, а) и при (рис. 9.5, б)]. В такой модели

капель из-за того, что поверхность конденсации не очищается стекающими каплями. В этом случае конечный диаметр капель dK равен отрывному диаметру, в то время как для вертикальной поверхности dK<^d0^.

В зоне нагрева это изменение вызвано испарением жидкости, а в зоне охлаждения—конденсацией пара. В транспортной зоне расход жидкости постоянный. Наиболее часто в зоне нагрева ЦТТ теплообмен происходит в режиме кипения жидкости, при этом плотность теплового потока постоянна по длине трубки. В зоне охлаждения изменение толщины пленки вдоль поверхности незначительное, поэтому, учитывая тот факт, что интенсивность внешнего теплообмена обычно значительно ниже, чем при конденсации, можно предположить постоянство плотности теплового потока через поверхность конденсации. Изменение расхода жидкости через поперечное сечение ЦТТ для зон нагрева, охлаждения и транспортной соответственно составит:

Основной вклад в термическое сопротивление передаче теплоты в ЦТТ вносит конденсаторный участок, где теплопередача осуществляется теплопроводностью через пленку конденсата. Уменьшение толщины пленки, покрывающей поверхность конденсации, приводит к су-

Тепловой поток, передаваемый через поверхность конденсации, вычислим по формуле

Для оценки эффективности выполнения канавок на внутренней поверхности зоны охлаждения рассмотрим приближенный анализ процесса конденсации на внутренней поверхности вращающегося цилиндра. Примем допущения, аналогичные анализу конденсации Нуссель-та: теплоотвод по всей поверхности конденсации будем считать постоянным и равным среднему значению по поверхности q = Q/FK = X(Tn—Tc)/6 = const, а толщину пленки конденсата — значительно меньшей радиуса кривизны поверхности конденсации б