Кипение (стр. 2 из 3)
Ja – число Якоба, характеризует соотношение между теплотой перегрева и теплотой парообразования.
Частота отрыва пузырей.
т. С – отрыв пузырька.
ДА – рост температуры стенки до образования нового пузырька.
время от начала образования пузырька до его отрыва. 
время ожидания.Частота отрыва пузырьков:
где 
, W’’- средняя за цикл скорость роста пузыря. Для воды W’’=0,48 м/сЧисло действующих центров парообразования.
С ростом температуры стенки все большее число неровностей, шероховатостей становится центрами парообразования.При
Интенсивность теплообмена при парообразовании.
Кипение – процесс парообразования в объеме перегретой жидкости (температура > температуры насыщения).
Кипение классифицируют по следующим признакам:
1) пузырьковое и пленочное;
2) по виду конвекции у поверхности теплообмена. При свободной и вынужденной конвекции;
3) по отношению к температуре насыщения. Без недогрева и кипение с недогревом;
4) По ориентации поверхности кипения в пространстве. На горизонтальных наклонных и вертикальных поверхностях;
5) По характеру кипения. Развитое и неразвитое, неустойчивое кипение.
Неразвитое – число центров парообразования невелико.
Неустойчивое – кипение случайным образом сменяется конвекцией.
Наиболее часто встречающийся – кипение в большом V на горизонтальной поверхности.
Характерный размер паровой фазы << характерного размера поверхности на которой происходит кипение.
Образуются паровые пузыри, которые увеличиваются, достигают отрывных диаметров и отрываются. В процессе всплытия рост пузырьков продолжается.
Кипение при недогреве – пузырьки растут у основания, отрываются и схлопываются.
В первом случае пузырьки оторвались, всплывают и растут в V. Теплообмен при кипении характеризуется коэффициентом теплоотдачи
, а это позволяет отводить высокие плотности тепловых потоков при низких 
. Кипение может быть в трубах, на трубах, в порах, щелях.Способы подвода тепла теплообменной поверхности:
- граничные условия первого рода;
- граничные условия второго рода (q=const);
Г.у. первого рода (t=const) можно обеспечить либо за счет фазового перехода, либо за счет
Кривая кипения.
Это зависимость
от 
.Представляет наиболее реальный процесс кипения.
В области 1 – конвективный теплообмен.
В области В – плотность достигает такой величины, что начинают активизироваться первые центры парообразования. Значительная доля теплоты отводится конвекцией.
Область 1:
ламинарный режим; 
турбулентный режим.Зона 2а – количество центров парообразования невелико и значительная часть тепла отводится конвекцией.
Зона 2б – развитое пузырьковое кипение.
В т.С пузырьков пара настолько много и частота отрыва их настолько велика, что отдельные пузырьки пара начинают сливаться в отдельные паровые пленки.
т.С – точка кризиса теплообмена, q – достигает своего максимума
.Д – пленочное кипение.
Область 2б
Область 4 – режим пленочного кипения.
Коэффициент теплоотдачи при кипении в большом объеме.
- объем пузыря, 
- плотность пара, F – частота отрыва, 
- количество центров парообразования. 
- капиллярная постоянная Лапласа. 
- формула Кутателадзе.
формула Лабунцова
для воды при P<5 МПа:
- чем меньше отношение, тем больше работа пузыря. Отложение на поверхности увеличивают шероховатость. Сами отложение имеют низкое 
. Сам слой создает дополнительное термическое сопротивление. 
Кризисы теплоотдачи.
Называется процесс связанный с коренным изменением механизма и интенсивности теплообмена.
Будем медленно увеличивать плотность теплового потока.
С ростом плотности теплового потока у нас увеличивается
, а следовательно растет коэффициент парообразования.Увеличение частоты отрыва приводит к тому, что пузыри догоняют друг друга и сливаются в столбики пара.
Увеличение центров парообразования приводит к слиянию паровых пузырей отдельных ЦПО – движутся столбики пара.
Динамический напор пара оценивается как
. Силы, которые стабилизируют систему оцениваются величиной 
капиллярная постоянная.В момент кризиса отношение этих величин есть величина постоянная.
В итоге так как у нас
то получаем 
k – критерий устойчивости, характеризует меру отношения энергии динамического напора пара к энергии необходимой для ускорения частиц жидкости k=0,13…0,16 .
