Теплопередача при недогретом кипении в трубах (обзор)
Ключевые слова:
недогретое кипение, пузырьковое кипение, вынужденная конвекция, модели недогретого кипения, принцип суперпозиции, аммиакАннотация
В статье представлен обзор корреляций и моделей для определения интенсивности теплообмена при недогретом кипении в трубах. Корреляции, как правило, основаны на безразмерных числах подобия, в то время как в моделях недогретого кипения используют принцип суперпозиции составляющих теплообмена при вынужденной конвекции и развитом пузырьковом кипении. Разными авторами предложены различные подходы к реализации принципа суперпозиции. В статье проведен анализ достоинств и недостатков корреляций и моделей. Преимущества и недостатки определялись как путем анализа физических закономерностей недогретого кипения, так и сравнением результатов, полученных авторами статьи с помощью различных моделей недогретого кипения, с экспериментальными результатами при исследовании недогретого кипения аммиака в цилиндрической обогреваемой трубе. Диаметр трубы d=6,9 мм, длина L=150 мм, недогрев на входе равнялся ~5 K, температура насыщения находилась в диапазоне 61–65 °C, массовый расход составлял 7,5 г/с, плотность теплового потока лежала в диапазоне 5–18 Вт/см2. В результате обзора и сравнения с экспериментальными данными определено, что существующие корреляции и модели описывают недогретое кипение аммиака с недостаточной точностью, особенно при совместном влиянии вынужденной конвекции и пузырькового кипения. Поэтому необходимо или уточнять существующие корреляции и модели, или разрабатывать новые модели для более точного описания теплообмена при недогретом кипении аммиака в обогреваемых трубах в указанном выше диапазоне параметров.
Библиографические ссылки
Shaw, F. D. (1972). Boiling heat transfer to subcooled liquids under the conditions of forced convection. Trans. Inst. Chem. Eng., no. 50, pp. 76–84.
Prodanovic, V. (2001). Bubble behavior in flow boiling at low pressures and flow rates. A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements for the degree of doctor of philosophy. The University of British Columbia, 179 p.
(2000). Fizicheskiye osnovy energetiki. Izbrannyye trudy po teploobmenu, gidrodinamike, termodinamike [Physical foundations of energy. Selected works on heat transfer, hydrodynamics, thermodynamics].Moscow: Mosk. energ. in-t, 388 p. (in Russian).
Chen, J. C. (1963). A correlation for boiling heat transfer to saturated fluids in convective flow. Proc. of 6th National Heat Transfer Conf. August 11–14, 1963. Boston, USA. ASME preprint 63-HT-34.
Winterton, Z. L. (1991). A general correlation for saturated and subcooled flow boiling in tubes and annuli, based on a nucleate pool boiling equation. Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 34, no. 11, pp. 2759–2766. https://doi.org/10.1016/0017-9310(91)90234-6
Kutateladze, S. S. (1961). Boiling heat transfer. Int. J. Heat Mass Transfer, no. 5, pp. 31–45. https://doi.org/10.1016/0017-9310(61)90059-X
Bowring, R. W. (1962). Physical model based on bubble detachment and calculation of steam voidage in the subcooled region of a heated channel. HPR-10, Institutt for Atomenergi, Halden, Norway.
Engelberg-Forster, K. (1959). Heat transfer to a boiling liquid - mechanism and correlations. Trans. ASME J. Heat Transfer. Ser. C., no. 81, pp. 43–53.
Rohsenow, W. M. (1952). A method of correlating heat transfer data for surface boiling of liquids. Trans. ASME J. Heat Transfer, no. 74, pp. 969.
Bergles, A. E. (1963). The determination of forced convection surface boiling heat transfer. Proc. of 6th National Heat Transfer Conf. August 11–14, 1963. Boston, USA. ASME Paper 63-HT-22.
Kandlikar, S. G. (1998). Heat transfer characteristics in partial boiling, fully developed boiling, and significant void flow regions of subcooled flow boiling. J. Heat Transfer, vol. 120, pp. 395–401. https://doi.org/10.1115/1.2824263
Hsu, Y. Y. (1962). On the size range of active nucleation cavities on a heating surface. ASME J. Heat Transfer, vol. 84, pp. 207–216. https://doi.org/10.1115/1.3684339
Sato, T. (1964). On the conditions of incipient subcooled boiling with forced convection. Bulletin JSME, vol. 7, no. 26, pp. 392–398. https://doi.org/10.1299/jsme1958.7.392
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2019 P. G. Gakal, G. A. Gorbenko, R. Yu. Turna, E. R. Reshitov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
