Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Санкт-Петербурзький державний політехнічний університет
Інститут інформаційних технологій і управління
Кафедра систем і технологій управління
ЗВІТ
Про науково - дослідних робіт
Утилізація тепла при бульбашкової і плівковому кипінні .
Санкт-Петербург 2 015
Зміст
Введення
1. Тепловіддача при кипінні
1.1 Рівняння тепловіддачі
1.2 Коефіцієнт тепловіддачі
Висновок
Літературний овзор
Введення
Теплообмін - це мимовільний незворотний процес передачі енергії від одного тіла до іншого або від однієї частини тіла до іншої, обумовлений відмінністю їх температур.
Існують наступні елементарні види теплообміну: теплопровідність, конвекція теплоти і теплове випромінювання. Поєднання теплопровідності і конвекції, спостережуване в рідинах, називають конвективним теплообміном. Якщо конвективний теплообмін відбувається між поверхнею і рідиною, що омиває цю поверхню, то такий вид теплообміну називають конвективної тепловіддачею.
Залежно від фазового стану рідини розрізняють тепловіддачу в однофазної середовищі і тепловіддачу при фазових перетвореннях , наприклад: при конденсації ( перехід пари в рідину) і кипінні ( перехід рідини в пару).
кипіння називається процес утворення пари усередині об'єму рідини у вигляді парових бульбашок або парової плівки.
При конвективної тепловіддачі кипіння відбувається близько нагрітої поверхні теплообміну (близько стінки). Якщо при цьому відбувається вільна конвекція рідини в необмеженій просторі, то процес називають тепловіддачею при кипінні у великому обсязі .
Обсяг вважається великим (необмеженим), якщо зміна його розмірів не впливає на процес теплообміну між рідиною і стінкою. На противагу цьому процес називають тепловіддачею при кипінні в обмеженому обсязі raquo ;, наприклад при кипінні рідини в трубах.
утилізація тепло кипіння тепловіддача
Рис. 1. Приклад розподілу температури в об'ємі киплячої води (= 111,80 C,=1 бар):
a) - картина процесу кипіння;
б) - розподіл температури;
- поверхня теплообміну (стінка);
- насичений водяний пар;
- поверхня води;
- спливаючі парові бульбашки;
- зовнішня межа прикордонного шару;
температура поверхні рідини;
- температура поверхні теплообміну (стінки);
- температура насичення рідини при заданому тиску;
- тиск насичення;
?- Товщина прикордонного шару; - тепловий потік від стінки до води;
- масова витрата утворився пара
У процесі тепловіддачі в киплячій рідини формується температурне поле (рис. 1, б). При цьому рідина виявляється перегрітої вище температури насичення, яка відповідає тиску в рідині. У температурному полі можна виділити дві характерні області.
Тепловий пограничний шар - вельми тонкий шар рідини, прилеглий безпосередньо до поверхні стінки, в межах якого зосереджено практично всі зміна температури рідини: від температури поверхні до температури в ядрі потоку (див. рис.1).
Теплове ядро ??потоку - вся інша рідина за межами теплового прикордонного шару.
Кількість теплоти , необхідне для перекладу рідини в пару в процесі кипіння можна розрахувати за формулою:
де m - маса рідини (кг), L - питома теплота пароутворення.
Питома теплота пароутворення показує, яка кількість теплоти необхідно, щоб превратіт' в пар 1 кг даної речовини при температурі кипіння. Одиниця питомої теплоти пароутворення в системі СІ: [L]=1Дж/кг. З ростом тиску температура кипіння рідини підвищується, а питома теплота пароутворення зменшується і навпаки.
Рис. 2. Графік кипіння
Під час кипіння температура рідини не змінюється.
Температура кипіння залежить від тиску, що чин...
