Попов, Игорь Александрович. Гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах. Интенсификация теплообмена : монография

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах шине парового пузыря, которая находится за пределами пристенного пере­ гретого слоя. В связи с тем, что оценить интенсивность парообразования в канале с пористой вставкой при кипении недогретой жидкости не представ­ ляется возможным, было принято предположение, что рост диаметра парово­ го пузыря на нагреваемой поверхности ограничивается условием равенства составляющей теплового потока кипения Q k h h и составляющей теплового по­ тока конденсации Рконд: QKIin~QKOHfl- (5.16) Данное упрощение позволяет найти отрывной диаметр парового пузы­ ря. Далее, пренебрегаем кривизной изотермы T>Ts и полагаем, что отрывной диаметр парового пузыря определяет местоположение изотермы T=Ts. Таким образом, зная размеры парового пузыря, можно найти распределение темпе­ ратуры в кипящем слое и замкнуть в точке T=Ts решения для области одно­ фазной конвекции (T<Ts) и области испарения ( T s < T < T c t ) . Применим методы теории пограничного слоя для определения отрыв­ ного диаметра парового пузыря. В сильно недогретой жидкости размеры па­ ровых пузырьков могут рассматриваться и оцениваться как шероховатость поверхности. Примем, что паровые пузыри имеют форму шара и не дефор­ мируются под воздействием потока жидкости и сил поверхностного натяже­ ния, причем размеры паровых пузырей существенно больше толщины вязко­ го ламинарного подслоя, а сами паровые пузыри растут в пределах пристен­ ного перегретого слоя жидкости. Основное испарение, определяющее рост парового пузыря на поверх­ ности нагрева, происходит лишь вблизи его основания. Тепло, подводимое к основанию, отбирается от теплоотдающей поверхности и передается в зону испарения через прилегающий к паровому пузырю микрослой жидкости. Па основе этой модели скорость роста парового пузыря может быть представле­ на в виде: — =P ^ J a . (5.17) dx R Здесь Ja = Cp^AT^;^p^/(rpjj) - число Якоба; аж - коэффициент температуро­ проводности жидкости; R - текущий радиус парового пузыря в момент вре­ мени т ; г - скрытая теплота парообразования; - плотность пара; АТ^,^ - перегрев жидкости; р=5,б...6,7«6 - коэффициент, зависящий от свойств жид­ кости и геометрии пузыря. Из уравнения (5.17) определяется текущий радиус парового пузыря: R = V2Pa5aT. (5.18) 116