химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

ние

297 возможно лишь в отдельных случаях, поэтому для инженерных расчетов пользуются эмпирическими зависимостями, установленными путем обобщения опытных данных.

I. Теплоотдача лри кипении и испарении жидкостей

Различают кипение жидкости на обогреваемой теплообменной поверхности и кипение в объеме жидкости. В первом случае паровая фаза образуется в виде пузырьков на поверхности нагрева, причем прилегающий к ней тонкий слой жидкости несколько перегрет относительно температуры насыщения, соответствующей данному давлению. Во втором случае пузырьки пара возникают самопроизвольно во всем объеме жидкости, если она вся перегрета относительно температуры насыщения приданном

^н) Рис. VI-7. Зависимость q = f Ua

давлении; этот процесс называют часто самоиспарением. Перегрев жидкости непосредственно у поверхности нагрева зависит от состояния последней (шероховатость, различные включения и др.), а также от физических свойств жидкости, ее чистоты (наличие твердых примесей, растворенных газов) и давления. Так, в случае совершенно чистых жидкостей перегрев может измеряться десятками градусов при нормальном давлении, а при содержании в жидкости растворенных газов, мельчайших взвешенных твердых частиц, шероховатости и неоднородности поверхности нагрева он падает, стремясь к нулю. Пузырьки пара образуются в зоне перегретого слоя жидкости в отдельных ючках поверхности нагрева, называемых центрами парообразования. Число последних растет с увеличением разности температур поверхности нагрева tc и насыщения tK, а интенсивность процесса кипения и переноса тепла (удельный тепловой поток q) возрастает (линия АВ на рис. VI-7). Паровые пузырьки, достигшие предельного (критического) размера, отрываются от поверхности нагрева, всплывают к свободной поверхности жидкости, возрастая в объеме за счет теплообмена с менее нагретой жидкостью. Рассмотренный вид кипения называется п у -зырьковым.

По достижении некоторого значения 1С — 4 величина q достигает максимума (первой критической величины q^, точка В на рис. VI-7). С дальнейшим ростом гс — ta отдельные паровые 298 пузырьки сливаются, образуя постепенно сплошной паровой слой, который периодически прорывается в объем жидкости, затрудняя ее приток к поверхности нагрева. Этот режим кипения, называемый пленочным, характеризуется падением интенсивности переноса тепла (кривая ВС на рис. VI-7) до второго критического значения да (точка С на рис. V1-7). В случае кипения воды в большом объеме под атмосферным давлением q1 достигается при fc — гн = 25—35 "С, a qn — при tc — г„ = 150 "С. Однако с дальнейшим ростом tc — <„, не имеющим практического значения в химической технике, наблюдается снова рост величины q (рис. VI-7) за счет существенного вклада излучения в процесс теплопередачи. Заметим, что величины qi и qu, а также соответствующие им значения rc — fH различны для разных жидкостей и условий их кипения.

Отсутствие строгой теории процесса теплоотдачи при кипении жидкостей и чрезвычайное многообразие условий проведенных многочисленных, экспериментов обусловили появление множества эмпирических формул, носящих, однако, частный характер; результаты расчета по этим формулам часто расходятся почти на порядок. Для расчета коэффициентов теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении на погруженных поверхностях, независимо от их формы и расположения, можно рекомендовать формулу Лабунцова, построенную на результатах большого числа опытов с различными жидкостями. Применительно к пузырьковому кипению индивидуальных жидкостей эта формула приводится к следующему виду [в Вт/(м2-К)]:

Ли*3

«= _ .,, (VI.58)

(VI.59)

причем

4 = 0,075 (1 + 10 (fr"«p'-p")l2/3l

где р и р — плотности жидкости и пара при температуре насыщения.

В формулах fVr.58) и (VI.59), справедливых в области vJXm =s = 0,86—7,6 и в широком диапазоне давлений, все физические свойства жидкости (плотность рж, кинематическая вязкость v„, поверхностное натяжение о), а также плотность пара р„ относятся к температуре насыщения 7"„.

Формулы (VI.58) к (V1.59) выведены главным образом на оевове экспериментальных данных по теплоотдаче при кипении индивидуальных жидкостей в условиях их свободного движения (в неограниченном объеме). При кипении жидкостей в вертикальных и горизонтальных трубах процесс сильно усложняется вследствие своеобразной гидродинамической обстановки, обусловленной непрерывным возрастанием объема паровой фазы по мере движения кипящей жидкости и соответственным уменьшением объема жидкой фазы. Закономерности этого сложного процесса пока не устатгов239

лены и с некоторым приближением формулы (VI.58) и (VI.59) можно использовать и в рассматриваемых случаях.

При пленочном кипении жидкость отделена от поверхности нагрева паровой пленкой, толщина и режим движения которой зависят от формы, размеров и расположения поверхности нагрева. Коэффициент теплоотдачи к кипящей индивидуальной жидкости

Коэффициент теплоотдачи к кипящим бинарным гомогенным смесям не подчиняется правилу аддитивности, а зависит от состава сме

страница 113
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая" (4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
инженер по системам отопления и водоснабжения-где отучиться
котел газовый виолант
курсы косметолога в москве
airwheel купить в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)