Теплопередача при недогрітому кипінні в трубах (огляд)
Ключові слова:
недогріте кипіння, пузиркове кипіння, вимушена конвекція, моделі недогрітого кипіння, принцип суперпозиції, аміакАнотація
В статті наведено огляд кореляцій та моделей для визначення інтенсивності теплообміну під час недогрітого кипіння теплоносія у трубах. Кореляції, як правило, ґрунтуються на безрозмірних числах подібності, в той час як в моделях недогрітого кипіння використовується принцип суперпозиції складових теплообміну під час вимушеної конвекції та розвиненого пузиркового кипіння. Різними авторами запропоновано різні підходи до реалізації принципу суперпозиції. В статті виконано аналіз переваг та недоліків кореляцій та моделей. Переваги та недоліки визначалися як шляхом аналізу фізичних закономірностей недогрітого кипіння, так і порівнянням результатів, одержаних авторами статті за допомогою різноманітних моделей з експериментальними даними під час дослідження недогрітого кипіння аміаку в циліндричній трубі, що обігрівалась. Діаметр експериментальної труби складав d=6,9 мм, довжина L=150 мм, недогрів на вході дорівнював ~5 K, температура насичення знаходилася в діапазоні 61–65 °C, масова витрата складала 7,5 г/с, густина теплового потоку знаходилася в діапазоні 5–18 Вт/см2. В результаті огляду та порівняння з експериментальними даними визначено, що існуючі кореляції та моделі описують недогріте кипіння аміаку з недостатньою точністю, особливо у разі спільного впливу вимушеної конвекції та пузиркового кипіння. Тому необхідно або уточнювати існуючі кореляції і моделі, або розробляти нові моделі для більш точного опису теплообміну під час недогрітого кипіння аміаку в трубах, що обігріваються, у вказаному вище діапазоні параметрів.Посилання
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
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 P. G. Gakal, G. A. Gorbenko, R. Yu. Turna, E. R. Reshitov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
