СөЖ №6 «Фазалық ауысулар кезіндегі жылуалмасу» Орындаған
БУДЫҢ ЛАМИНАРЛЫ АҒЫНЫНДАҒЫ ҚАБЫРШАҚТЫҚ ҚАЙНАУ
жүктеу/скачать 73.68 Kb.
|
| 3. БУДЫҢ ЛАМИНАРЛЫ АҒЫНЫНДАҒЫ ҚАБЫРШАҚТЫҚ ҚАЙНАУ
Қарапайым жағдайда пленкадағы ламинарлы бу ағыны жағдайы үшін пленканы қайнату мәселесін 1950 жылы Л.А.Бромли шешті. Шындығында, оның теориялық талдауы тік жазықтықта бу конденсациясына арналған Нюссель есебінің шешімін шығарады. Нуссельт мәселесінің барлық болжамдары сақталған, екеуінен басқа. Біріншіден, шекаралық шарттар y = δ кезінде өзгереді. Нуссельт мәселесінде бу пленка бетіне қатысты қозғалмайды деп есептелді, яғни. τi = 0, y = δ үшін ∂u / ∂y = 0, яғни. сұйықтық қозғалатын бумен тартылмайды. Қабыршақты қайнаған кезде бу қатты қабырға мен қозғалмайтын сұйықтық арасындағы тегіс саңылауда қозғалады деп болжау табиғи нәрсе (3.2, а-сурет). Бұл мынаны білдіреді: y = 0 және у =δ үшін u = 0. Осындай шекаралық жағдайларда Нусельц шешімі де параболалық жылдамдық профилін береді, бірақ коэффициенттері әртүрлі; пленкадағы будың орташа жылдамдығы (3.1) (Нуссельт есебінде коэффициент 1/3). Екіншіден, үлкен қызып кетудің (су үшін ΔT > 200 К) салдарынан Ts температурасына қатысты будың қызып кетуін ескеру қажет. буланудың «тиімді» жылуы енгізіледі: (3.2) а) б) 3.2. Сурет. Бромлей (а), Лабунцов және Гомелаури (б) моделі бойынша тік жазықтыққа жақын қабықшаның қайнау процесінің схемасы. Шешім Нуссельт талдауын қайталайды. Нәтижесінде, тік жазықтық үшін жергілікті жылуберу коэффициенті (3.3) Биіктігі Н болатын беттегі орташа жылу беру коэффициенті (3.4) Негізінен Нусельт ерітіндісінің әдістемесін сақтай отырып, Бромли сонымен қатар көлденең құбыр бетіндегі қаныққан сұйықтықтың қабықша қайнауы кезіндегі жылу алмасу қатынасын алды: (3.5) Құрылымдағы бұл формула көлденең цилиндр бетіндегі бу конденсациясы кезінде жылуберу формуласын қайталайтыны анық; өзгерістер тек тиімді булану жылуын енгізуге және сұйықтың тасымалдау қасиеттерін бу қасиеттерімен табиғи ауыстыруға қатысты. Сандық коэффициенттердің айырмашылығы пленка бетіндегі шекаралық жағдайлардың айырмашылығына байланысты. Формула (3.5) капиллярлық тұрақтымен (D > b) салыстырғанда үлкен цилиндрлер жағдайында өлшеу нәтижелерімен жақсы келіседі, ал (9.40) жылуберудің коэффициент тәжірибелермен салыстырғандағы төмен бағаланған (кейде екі еседен көп) мәндерін береді. Мұның айқын себебі - бу пленкасының бетінің тұрақсыздығы. Бұл жағдайда ν″ >> ν′ болғандықтан, бу қабықшасының қалыңдығы және ондағы будың жылдамдығы конденсат қабықшасындағы сәйкес параметрлерден айтарлықтай жоғары болады. Тік беткейде қайнап жатқан пленканы кинематографиялық зерттеулер көрсеткендей, төменгі нүктеден (30-50 мм) аз биіктікте фаза аралық бет қатты бұзылып, толқындардың төбесінен бу көпіршіктері бөлініп, екі фазалы бу пайда болады. -сұйықтық ағыны бу ағынына параллель пайда болады (3.2, б-сурет). Процестің белгілі визуалды бақылауларына және эксперименттерде табылған сызықтық координатқа және температура айырмашылығына жылу беру коэффициентінің практикалық тәуелсіздігіне сүйене отырып, ең болмағанда x > 20мм үшін бу қабығында ламинарлы ағын режимі жоқ деген қорытынды жасалады. Бұл тұжырым қажетсіз категориялық, біріншіден, тікелей өлшеулер бар, мысалы, 100 мм-ден астам биіктікте (су, атмосфералық қысым) жылу беру коэффициентінің төмендеуі және оның температура айырмашылығына тәуелділігі тіркелген. (3.4) формуласына сәйкес (бұл ретте тәжірибелердегі орташа жылу беру коэффициентінің сандық мәні екі есе жоғары болды). Екіншіден, жалпақ пластинаның айналасындағы ағынмен қарапайым ұқсастық пластинаның басынан дейінгі қашықтыққа салынған сыни Рейнольдс санына жеткенше ламинарлы ағын аймағының болуын болжайды. Әрине, бу-сұйықтық бетіндегі ауытқулар пленкадағы ламинарлы ағынның тұрақтылығын төмендетеді, бірақ оны толығымен жоққа шығармайды. Қабыршақтың қалыңдығы толқын ұзындығы диапазонында ұлғайған кезде, ал оның шыңында «артық» бу пленканы сұйықтыққа қалдыратын ламинарлы бу ағыны аймағында ұзартылған бетінде қалыпты толқындық құрылым орнатылады деп болжауға болады. көпіршіктер түрінде. Бұл жағдайда жылу берудің орташа коэффициентін (3.4) сәйкес барлық H биіктігі бойынша емес, интерфейстегі сипаттамалық толқын ұзындығына тең қимада анықтау керек. Бұл тәсілді қолдану эксперимент нәтижелерін жеткілікті түрде қанағаттанарлық сипаттауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, пленканы тік беткейде қайнату кезінде пленкадағы ламинарлы бу ағыны бар секцияның рөлі әдетте өте аз болады, сондықтан орташа жылуберу коэффициентінің практикалық есептеулері турбулентті ағын режимі болжамы негізінде жүргізілуі керек. жүктеу/скачать 73.68 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|