इस प्रकार के गर्मी हस्तांतरण को उच्च तीव्रता की विशेषता है और यह होता है रासायनिक प्रौद्योगिकी, उदाहरण के लिए, जब वाष्पीकरण, तरल पदार्थ का आसवन, प्रशीतन इकाइयों के बाष्पीकरणकर्ताओं आदि में ऐसी प्रक्रियाओं को अंजाम दिया जाता है। उबलने के दौरान गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया बहुत जटिल होती है और इसके बावजूद अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। बड़ी राशिअनुसंधान किया।

उबलने की घटना के लिए, सबसे पहले, यह आवश्यक है कि तरल का तापमान संतृप्ति तापमान से ऊपर हो, और वाष्पीकरण केंद्रों की उपस्थिति भी आवश्यक हो। हीटिंग सतह पर उबालने और तरल के थोक में उबालने के बीच अंतर करें। पहले प्रकार का क्वथनांक इसके संपर्क में सतह से तरल को गर्मी की आपूर्ति के कारण होता है। किसी द्रव के आयतन में उबालना उसकी उपस्थिति के कारण होता है आंतरिक स्रोततरल की गर्मी या महत्वपूर्ण अति ताप, जो होता है, उदाहरण के लिए, दबाव में अचानक कमी (संतुलन से नीचे) के साथ। रासायनिक प्रौद्योगिकी में सबसे महत्वपूर्ण प्रकार का क्वथनांक सतह पर उबलना है।

दीवार से उबलते तरल में गर्मी स्थानांतरित करने के लिए, इस तरल के संतृप्ति तापमान के सापेक्ष दीवार को ज़्यादा गरम किया जाना चाहिए। अंजीर पर। 11-9 तापमान पर गर्मी हस्तांतरण गुणांक और विशिष्ट गर्मी भार की एक विशिष्ट निर्भरता को दर्शाता है

तरल उबलने पर दबाव t= tst -tboil (tst, tboil - क्रमशः, उबलते तरल और उबलते तापमान की तरफ से दीवार का तापमान)। क्षेत्र AB में, तरल अति ताप छोटा होता है (Δt< 5 К), мало также число активных центров парообразования - микровпадин на поверхности стенки, в которых образуются зародыши паровых пузырьков, и интенсивность теплообмена определяется в основном закономерностями теплоотдачи свободной конвекции около нагретой стенки,При дальнейшем повыше­нии Δt =tст -t увеличивается число активных центров парообра­зования, и коэффициент теплоотдачи резко возрастает (отрезок ВС на рис). Эту область называют пузырчатым, или ядерным, кипением.

चुलबुली उबलते मोड में गर्मी हस्तांतरण की उच्च तीव्रता को इस तथ्य से समझाया गया है कि सीमा परत y की अशांति, दीवार की सतह हीटिंग सतह पर माइक्रोकैविटी में बनने वाले वाष्प बुलबुले की संख्या और मात्रा के समानुपाती होती है। वाष्पीकरण के केंद्रों के करीब के क्षेत्रों में), तरल का हिस्सा वाष्पित हो जाता है, जिससे वाष्प के बुलबुले बनते हैं, जो बढ़ते और बढ़ते हुए, तरल के महत्वपूर्ण द्रव्यमान में प्रवेश करते हैं। प्रवेशित और वाष्पित तरल को ताजा प्रवाह से बदल दिया जाता है, इस प्रकार हीटिंग सतह के पास तरल का एक गहन संचलन होता है, जिससे गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण त्वरण होता है। बिंदु C पर, ऊष्मा अंतरण गुणांक पहुँच जाता है अधिकतम मूल्यअधिकतम विशिष्ट ऊष्मा भार (बिंदु O) के अनुरूप। t में और वृद्धि के साथ, गर्मी हस्तांतरण गुणांक में तेज कमी देखी गई है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि कुछ - महत्वपूर्ण - मूल्य t = t cr एक दूसरे के निकट बनने वाले बुलबुलों का सहसंयोजन (विलय) होता है। इस मामले में, मान l अंजीर में। वाष्प के बुलबुले के व्यास से छोटा हो जाता है, और दीवार की सतह के पास एक वाष्प फिल्म दिखाई देती है, जो गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया के लिए अतिरिक्त थर्मल प्रतिरोध पैदा करती है। गर्मी हस्तांतरण गुणांक तेजी से (दसियों गुना) कम हो जाता है। बेशक, वाष्प की परिणामी फिल्म अस्थिर है, यह लगातार नष्ट हो जाती है और फिर से प्रकट होती है, लेकिन अंत में यह गर्मी हस्तांतरण को गंभीर रूप से बाधित करती है। इस क्वथनांक मोड को कहा जाता है पतली परत।यह बिल्कुल स्पष्ट है कि फिल्म उबलती व्यवस्था बेहद अवांछनीय है।

बबल मोड से फिल्म मोड में संक्रमण के अनुरूप तापमान अंतर, गर्मी हस्तांतरण गुणांक और विशिष्ट गर्मी भार के मूल्यों को महत्वपूर्ण कहा जाता है।

भाप का बुलबुला हीटिंग सतह के माइक्रोकैविटी में बनता है। एक निश्चित व्यास तक पहुँचने के बाद, बुलबुला सतह से अलग हो जाता है। अच्छी तरह से गीली सतहों पर, बुलबुला एक गेंद के आकार के साथ, हीटिंग सतह से अलग हो जाता है। बढ़ते हुए, बुलबुले के अंदर तरल के वाष्पीकरण के कारण बुलबुला मात्रा में बढ़ जाता है, चपटा हो जाता है और एक जटिल चढ़ाई प्रक्षेपवक्र के साथ मशरूम का रूप ले लेता है। इस मामले में, बुलबुले का निरंतर क्रशिंग और सहसंयोजन होता है। बुलबुला पृथक्करण का क्षण बुलबुले पर अभिनय करने वाले आर्किमिडीज बल की समानता की स्थिति और दीवार पर बुलबुले को रखने वाले तरल के सतह तनाव बल से मेल खाता है। यदि हम यह मान लें कि दीवार की सतह पर बनने वाले बुलबुले का आकार गोलाकार के करीब है, तो पृथक्करण के क्षण में, do का मान निर्भरता द्वारा व्यक्त किया जाता है।

जहाँ pzh और pp क्रमशः द्रव और वाष्प के घनत्व हैं; मैं सतह तनावइंटरफ़ेस पर तरल पदार्थ; β-संपर्क कोण

इस प्रकार, चुलबुली उबलने के दौरान गर्मी के परिवहन में दीवार से तरल में गर्मी का स्थानांतरण होता है, और फिर गर्मी को तरल द्वारा स्थानांतरित किया जाता है भीतरी सतहवाष्पीकरण की गर्मी के रूप में बुलबुले। दीवार से सीधे बुलबुले में गर्मी का हस्तांतरण नगण्य है, क्योंकि दीवार के साथ बुलबुले की संपर्क सतह बहुत छोटी है, और वाष्प की तापीय चालकता भी कम है। तरल से गर्मी को वाष्प के बुलबुले में स्थानांतरित करने के लिए, तरल का तापमान वाष्प के तापमान से कुछ अधिक होना चाहिए। इसलिए, उबालते समय, तरल तापमान के सापेक्ष कुछ हद तक गर्म हो जाता है संतृप्त भापउबलते तरल की सतह के ऊपर।

उबालने के दौरान गर्मी हस्तांतरण की दर कई पर निर्भर करती है कई कारक(तरल के भौतिक गुण, दबाव, तापमान अंतर, हीटिंग सतह सामग्री के गुण, और कई अन्य), प्रक्रिया पर इसके प्रभाव को ध्यान में रखना और उन्हें एक निर्भरता में कम करना बेहद मुश्किल है। कई मात्राओं का एक परिसर जो उबलने के दौरान गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता को प्रभावित करता है

10. दीप्तिमान गर्मी हस्तांतरण। जटिल गर्मी हस्तांतरण।ऊर्जा हस्तांतरण के कारण किसी भी माध्यम से ले जाया जा सकता है चुंबकीय तरंगेंसीमा का अवरक्त भाग। पदार्थ के स्थानांतरण के दौरान दीप्तिमान गर्मी हस्तांतरण किया जाता है गैसीय वातावरण, जो अधिक और कम गर्म गैस के क्षेत्र के बीच मौजूद है। पहली कतार में वे टीवी निकायों के बीच नेतृत्व करते हैं।

यह कवरेज कारक = 1 के लिए समीकरण है। यदि उत्सर्जक सतह अवशोषित सतह को पूरी तरह से घेर लेती है,

जब विकिरण के गैसीय माध्यम से ऊष्मा का स्थानांतरण होता है, तो इस स्थानांतरण की तीव्रता को मध्यम कहा जाता है। टी-एक्स केवल प्राकृतिक संवहन की शर्तों के तहत किया जाता है, अर्थात। उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण के साथ-साथ संवहनी गर्मी हस्तांतरण होता है। गर्मी हस्तांतरण की कुल तीव्रता। उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण और संवहन के कारण संयुक्त गर्मी हस्तांतरण को जटिल गर्मी हस्तांतरण कहा जाता है।

काम का अंत -

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थर्मल प्रक्रियाएं और उपकरण। गर्मी हस्तांतरण और गर्मी विनिमय के प्रकार पीआर। एक शरीर से दूसरे शरीर में गर्मी का स्थानांतरण

संवहन और विकिरण की तापीय चालकता की x घटना के कारण गर्मी स्थानांतरित होती है; तापीय चालकता; गैसों में दो माइक्रोपार्टिकल्स के कारण गर्मी हस्तांतरण। गर्मी हस्तांतरण शीतलन या हीटिंग के साथ किया जा सकता है।

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एकल-परत और बहु-परत दीवार के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण
एक सपाट सिंगल-लेयर दीवार के लिए, शर्तों को स्वीकार किया जाता है, फिर इसकी मोटाई चौड़ाई, लंबाई, ऊंचाई से कई गुना कम होती है। इस मामले में, स्थिर गर्मी हस्तांतरण के दौरान, क्षेत्र आंतरिक होता है। दीवारों को एक आयामी लिया जा सकता है,

संवहनी गर्मी हस्तांतरण। फूरियर-किरखॉफ समीकरण
तरल माध्यम में संवहनी गर्मी हस्तांतरण होता है: गैस, तरल पदार्थ, विभिन्न थर्मोडायनामिक क्षमता वाले मैक्रोपार्टिकल्स की गति के कारण। गति में वृद्धि के साथ

थर्मल समानता मानदंड। मानदंड समीकरणों का सामान्य रूप
Nu= - नुसेल्ट मानदंड, इस शीतलक की सीमा परत में तापीय चालकता द्वारा गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता के लिए संवहन गर्मी हस्तांतरण के दौरान गर्मी हस्तांतरण की कुल तीव्रता के अनुपात को व्यक्त करता है।

मानदंड समीकरणों का सामान्य रूप
Nu=f(Pe,Pr,Re,Fo,Gr,…G1,G2..) A,n,m,s,p दिए गए में उदाहरण गुणांक. डीईएफ़। अनुभव के प्रसंस्करण में चयन की विधि। जानकारी। -गुणांक गर्मी हस्तांतरण 7. गर्मी अपव्यय, साथ नहीं

भाप संघनन के दौरान गर्मी हस्तांतरण
इस प्रकार का ऊष्मा स्थानांतरण परिवर्तन के साथ होता है एकत्रीकरण की स्थितिशीतलक इस प्रक्रिया की ख़ासियत मुख्य रूप से इस तथ्य में निहित है कि गर्मी को एक स्थिर तापमान पर आपूर्ति या हटा दिया जाता है।

बुनियादी गर्मी हस्तांतरण समीकरण। थर्मल प्रतिरोधों के लिए योगात्मकता नियम
शीतलक के सीधे संपर्क के साथ, गर्मी हस्तांतरण में एक शीतलक में गर्मी हस्तांतरण और दूसरे शीतलक में गर्मी हस्तांतरण शामिल है। प्रक्रिया की समग्र तीव्रता की विशेषता है

हीटिंग एजेंट और उनके उपयोग के तरीके
ग्रिप गैसों का उपयोग लंबे समय से हीटिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। ग्रिप गैस दहन प्रौद्योगिकी प्रमुख। जलने वाले ईंधन की प्रकृति से। एसिड आमतौर पर ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में प्रयोग किया जाता है।

शीतलक और उनके उपयोग के तरीके
सामान्य तापमान तक ठंडा करना (लगभग 10-30 तक) सबसे व्यापक रूप से उपलब्ध और सस्ते शीतलन एजेंट - हवा और पानी। हवा की तुलना में पानी है

हीट एक्सचेंजर की सत्यापन गणना
एक ज्ञात गर्मी हस्तांतरण सतह के साथ एक ताप विनिमायक की सत्यापन गणना में, एक नियम के रूप में, स्थानांतरित गर्मी की मात्रा और उनके दिए गए ताप वाहक के अंतिम तापमान का निर्धारण करना शामिल है।

ताप विनिमायकों की गणना में क्रमिक सन्निकटन के ताप अंतरण गुणांक एम-हाउस का निर्धारण
हीट ट्रांसफर गुणांक का निर्धारण एक सत्यापन गणना में किया जाता है, जो हीट एक्सचेंजर की उपयुक्तता निर्धारित करने के लिए किया जाता है। 1-चयनित हीट एक्सचेंजर के अनुसार वास्तविक निर्धारित करें

हीट एक्सचेंजर्स का मिश्रण
पर रासायनिक उद्योगइसके बाद के उपयोग के लिए आमतौर पर शुद्ध भाप घनीभूत प्राप्त करना आवश्यक नहीं है। इसलिए, मिक्सिंग कैपेसिटर व्यापक हैं, स्थापना में सरल हैं।

वाष्पीकरण
वाष्पीकरण तरल वाष्पशील सॉल्वैंट्स में व्यावहारिक रूप से गैर-वाष्पशील या कम-वाष्पशील पदार्थों के समाधान की एकाग्रता है। समाधान वाष्पीकरण के अधीन हैं ठोस(जल दौड़

वाष्पीकरण सामग्री संतुलन
प्रारंभिक घोल का Gn kg/s एक सांद्रता xn वजन के साथ वाष्पीकरण के लिए आपूर्ति की जाती है। % और एकाग्रता xk . के साथ हटाए गए घोल के Gk किग्रा / सेकंड को हटा दिया

समाधान क्वथनांक और तापमान हानि
आमतौर पर, एकल-पोत बाष्पीकरण में, प्राथमिक ताप और द्वितीयक वाष्प के दबाव ज्ञात होते हैं, और, परिणामस्वरूप, उनका तापमान भी निर्धारित होता है। हीटिंग और सेकेंडरी के तापमान के बीच का अंतर

प्रक्रिया ड्राइविंग बल
एक बार-बार स्थापना के माध्यम से एक बहु-कैसेट का कुल तापमान अंतर प्राथमिक भाप के तापमान के बीच का अंतर है जो पहले आवरण को गर्म करता है और द्वितीयक भाप के तापमान में प्रवेश करता है और

थर्मल बैलेंस
डी = ताप भाप प्रवाह; I , Ig, Iн, Ik - द्वितीयक और ताप वाष्प की थैलीपी, प्रारंभिक और एक अलग किए गए घोल, क्रमशः; आईपी.के \u003d s

वाष्पीकरण के लिए भाप की खपत। बाष्पीकरण के गोले की इष्टतम संख्या
Q=D(tD“-tD')=Drp(1-α), जहां D हीटिंग स्टीम फ्लो रेट है; α- भाप की नमी सामग्री। Q \u003d GnCn (tcon-tn) + W (tw'-Cvtcon) + Qloss ± Qconcentration, जहां Cw पानी की ताप क्षमता है। बाष्पीकरण अर्थव्यवस्था

बाष्पीकरणकर्ता की गणना करने की प्रक्रिया
1-कार्य में शामिल होना चाहिए: adj. समाधान, रचना प्रारंभिक समाधान, इसकी मात्रा (मूल समाधान की खपत, समाधान की एकाग्रता इन-वा (रचना))। इन आंकड़ों के आधार पर, सामग्री गेंद की गणना करना संभव है

एक बहु-पोत बाष्पीकरण के लिए गणना प्रक्रिया
एक बहु-पोत वैक्यूम बाष्पीकरण की तकनीकी गणना निम्नलिखित क्रम में की जाती है। 1. समीकरण के अनुसार गणना करना कुलसंयंत्र में वाष्पित पानी का डब्ल्यू,

लंबवत ट्यूबलर फिल्म मशीन
वे संचलन के बिना काम करने वाले उपकरणों के समूह से संबंधित हैं; वाष्पीकरण प्रक्रिया बॉयलर पाइप के साथ तरल के एक पास में की जाती है, और समाधान उनमें आरोही या अवरोही के रूप में चलता है

प्रतिधारा बाष्पीकरण
40. बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रियाएं और उपकरण। रासायनिक प्रौद्योगिकी में व्यापक और महत्वपूर्ण हैं

विशोषण के तरीके
विशोषण, या स्ट्रिपिंग, यानी, किसी घोल से घुली हुई गैस का निकलना, निम्न में से किसी एक तरीके से किया जाता है: 1) एक अक्रिय गैस धारा में, 2) घोल को वाष्पित करके, 3) एक निर्वात में। आदि

न्यूनतम और इष्टतम शोषक खपत
अवशोषण तंत्र में एकाग्रता में परिवर्तन एक सीधी रेखा में होता है और इसलिए, Y - X निर्देशांक में, अवशोषण प्रक्रिया की कार्य रेखा झुकाव के कोण के साथ एक सीधी रेखा होती है, जिसकी स्पर्शरेखा

अवशोषण दर। कठिन और अत्यधिक घुलनशील गैसों के अवशोषण के दौरान प्रक्रिया की गहनता
एम = Ky·F·∆Yavg = Kx·F·∆Xavg प्रेरक शक्तिपूरी प्रक्रिया की गति में वृद्धि, विघटन में वृद्धि की ओर जाता है और

पैक्ड अवशोषक
उद्योग में व्यापक रूप से प्राप्त अवशोषकों की गुणवत्ता में, नोजल से भरा हुआ - ठोस पिंड विभिन्न आकार. पैक्ड कॉलम (चित्र) में, पैकिंग को सपोर्ट पर रखा गया है

असफल झांझ
डाउनकमर्स के बिना ट्रे में, गैस और तरल एक ही उद्घाटन या स्लॉट से गुजरते हैं। इस मामले में, प्लेट पर चरणों की बातचीत के साथ, तरल अंतर्निहित प्लेट में निकल जाता है।

नाली के उपकरणों के साथ बबल ट्रे (छलनी, टोपी, वाल्व)
प्लेट्स को छान लें। गैस प्लेट के छिद्रों से होकर गुजरती है और तरल में छोटी धाराओं और बुलबुले के रूप में वितरित की जाती है। कम गैस वेग पर, कंटेनरों के उद्घाटन के माध्यम से तरल रिस सकता है।

जेट प्लेट
1-हाइड्रोलिक लॉक; 2-अतिप्रवाह विभाजन; 3-प्लेट; 4-प्लेटें; 5-नाली जेब। जेट ट्रे में से, प्लेट ट्रे सबसे आम है। तरल

शोषक आवश्यकताओं। शोषक विकल्प
अवशोषित गैस को शोषक (अवशोषक) कहा जाता है, और जिस तरल में गैस घुलती है उसे शोषक कहा जाता है। वे गैसें जो व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होती हैं, अक्रिय गैस कहलाती हैं। आवश्यकताएँ: 1. चुनें

आसवन स्तंभ (स्थापना) की गणना करने की प्रक्रिया
दिया गया: तरल मिश्रण की प्रवाह दर, इसकी संरचना (आसवन में पदार्थों का अनुपात, आसवन अवशेषों में। ताप भाप दबाव, मिश्रण का प्रारंभिक तापमान। 1) सामग्री संतुलन। परिभाषित करें: संबंधित

सुखाने वाले एजेंट। सुखाने वाले एजेंट और सुखाने की विधि का विकल्प
सुखाने वाले एजेंट के रूप में, गर्म हवा, ग्रिप गैसों और हवा, अक्रिय गैसों, सुपरहिटेड भाप के साथ उनके मिश्रण का उपयोग किया जा सकता है। यदि संपर्क की अनुमति नहीं है, तो सुखाएं

ड्रम ड्रायर
ड्रम ड्रायर एक बेलनाकार झुकाव वाला ड्रम 4 होता है जिसमें दो बैंड Z होते हैं, जो ड्रम के घूमने पर सपोर्ट रोलर्स के साथ लुढ़कता है। सामग्री बार के उभरे हुए सिरे से आती है।

चैम्बर ड्रायर
ऐसे उपकरणों में, सामग्री को समय-समय पर वायुमंडलीय दबाव में सुखाया जाता है। ड्रायर में एक या अधिक आयताकार कक्ष होते हैं जिनमें ट्रॉलियों या अलमारियों पर सामग्री होती है

बेल्ट ड्रायर
बेल्ट ड्रायर। ड्रायर में सुखाने के लिए सामग्री की निरंतर आवाजाही के लिए अक्सर एक या अधिक कन्वेयर बेल्ट का उपयोग किया जाता है। सिंगल टेप मशीनों में,

स्प्रे ड्रायर
कई तरल पदार्थों को सुखाने के लिए, सामग्री के छिड़काव के सिद्धांत पर चलने वाले ड्रायर का उपयोग किया जाता है। स्प्रे ड्रायर इतनी जल्दी सूख जाते हैं कि सामग्री को गर्म करने का समय नहीं होता है।

ड्रायर गणना प्रक्रिया
1. कार्य: सामग्री की विशेषताएं, इसकी संरचना, प्रारंभिक नमी, कैसे सूखना है, अंतिम नमी, उत्पादकता (कच्चे माल की खपत), सुखाने की जगह। 2. भूमि की प्रकृति (प्रकार) का चुनाव

आवधिक और निरंतर कार्रवाई के adsorbers के डिजाइन
सोखना प्रक्रियाओं को समय-समय पर (एक निश्चित सोखना बिस्तर के साथ उपकरण में) और लगातार - एक चलती या द्रवयुक्त सोखना बिस्तर के साथ-साथ एक निश्चित सोखना वाले उपकरण में किया जा सकता है।

उबलने के दौरान, अन्य सभी गर्मी हस्तांतरण प्रक्रियाओं की तरह, गर्मी हस्तांतरण समीकरण (न्यूटन के नियम) का उपयोग किया जाता है, जो "दीवार-तरल" तापमान अंतर और गर्मी विनिमय सतह के माध्यम से गर्मी प्रवाह के बीच संबंध स्थापित करता है:

जहां क्यू - गर्मी प्रवाह, डब्ल्यू; क्यू = क्यू / एफ - सतह घनत्व ऊष्मा का बहाव, डब्ल्यू / एम 2; एफ - हीट एक्सचेंज सतह (दीवारें), एम 2; सतह एफ, डब्ल्यू / (एम 2 के) पर औसत गर्मी हस्तांतरण गुणांक है; - ताप विनिमय सतह (दीवार) का तापमान, 0С; - किसी दिए गए दबाव पर तरल संतृप्ति तापमान, 0C।

इस मामले में, दीवार की अधिकता तापमान अंतर के रूप में कार्य करती है:

जहां टी एफ, अधिकतम तरल की अधिकतम अति ताप है, 0С।

इस प्रकार, ऊष्मा का प्रवाह ऊष्मा विनिमय सतह के क्षेत्र F और दीवार और तरल के बीच तापमान अंतर के समानुपाती होता है।

गर्मी हस्तांतरण गुणांक

गर्मी हस्तांतरण गुणांक, डब्ल्यू / (एम 2 के), न्यूटन के नियम में आनुपातिकता गुणांक है, जो गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता को दर्शाता है। उबलने पर ऊष्मा अंतरण गुणांक का मान निर्भर करता है एक बड़ी संख्या मेंकई कारक:

ए) तरल के भौतिक गुण;

बी) तरल की शुद्धता;

ग) इसका तापमान और दबाव;

डी) गर्मी विनिमय सतह के ज्यामितीय आकार, आयाम और स्थानिक अभिविन्यास;

ई) सतह की सामग्री और खुरदरापन (प्रसंस्करण की सफाई);

च) तरल अति ताप मान, आदि।

इसलिए, उबालने के दौरान गर्मी हस्तांतरण गुणांक का निर्धारण एक बहुत ही कठिन कार्य है। गर्मी हस्तांतरण सतह पर स्थानीय (सतह पर दिए गए बिंदु पर) और गर्मी हस्तांतरण गुणांक के औसत मूल्य हैं:

अर्थात्, ऊष्मा अंतरण गुणांक संख्यात्मक रूप से 10C (1 K) के तापमान अंतर पर एक इकाई ताप विनिमय सतह के माध्यम से प्रेषित ऊष्मा प्रवाह के बराबर होता है।

उबलते मोड (गर्मी हस्तांतरण)

उबलने का तंत्र और गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता दीवार के अधिक गर्म होने के परिमाण पर निर्भर करती है। तीन मुख्य क्वथनांक मोड हैं: बुलबुला, संक्रमण और फिल्म।

व्यवहार में, एक ठोस ताप विनिमय सतह पर एक तरल का उबलना सबसे आम है जिसके माध्यम से तापीय ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है।

उबलने की प्रक्रिया संवहन गर्मी हस्तांतरण का एक विशेष मामला है, जिसमें द्रव की सतह से वाष्प के बुलबुले द्वारा तरल मात्रा में पदार्थ के द्रव्यमान और गर्मी का एक अतिरिक्त स्थानांतरण होता है।

बुलबुला मोड

बुलबुला-नाभिक की अंतरापृष्ठीय सतह की त्रिज्या दीवार की सतह पर बनने वाले सूक्ष्म खुरदरेपन के आकार के समानुपाती होती है। इसलिए, उबलने के बबल मोड की शुरुआत में, तरल की थोड़ी अधिक गर्मी के साथ, केवल प्रमुख केंद्रवाष्पीकरण, चूंकि छोटे केंद्रों के बुलबुलों-नाभिकों की त्रिज्या क्रांतिक से कम होती है।

जैसे-जैसे तरल का सुपरहिटिंग बढ़ता है, वाष्पीकरण के छोटे केंद्र सक्रिय होते हैं, इसलिए बनने वाले बुलबुले की संख्या और उनके अलग होने की आवृत्ति बढ़ जाती है।

नतीजतन, गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता बहुत तेजी से बढ़ जाती है (चित्र 3, क्षेत्र 2)। गर्मी हस्तांतरण गुणांक दसियों और यहां तक ​​​​कि सैकड़ों हजारों W / (m2K) (at .) तक पहुंचता है उच्च दबाव).

यह उच्च विशिष्ट ऊष्मा के कारण होता है चरण संक्रमणऔर वाष्प के बुलबुले को बढ़ाकर और अलग करके तरल का गहन मिश्रण। बुलबुला उबलते मोड सबसे कुशल गर्मी हस्तांतरण प्रदान करता है। इस मोड का उपयोग थर्मल के भाप जनरेटर में किया जाता है और परमाणु ऊर्जा संयंत्र, जब शीतलन इंजन, ऊर्जा के संरचनात्मक तत्व, धातुकर्म, रासायनिक इकाइयाँ उच्च तापमान पर काम करती हैं। बबल मोड में हीट ट्रांसफर राशि के समानुपाती होता है सक्रिय केंद्रवाष्पीकरण और बुलबुला टुकड़ी की आवृत्ति, जो बदले में, अधिकतम सुपरहीट के समानुपाती होती है 8 तरल और दबाव। इस की ताकत औसत गुणांकगर्मी हस्तांतरण की गणना फॉर्म के सूत्र द्वारा की जा सकती है:

जहाँ C1, z, n अनुभवजन्य स्थिरांक हैं; ?Tw - वॉल ओवरहीटिंग, 0С; . - संतृप्ति दबाव (बाहरी तरल दबाव), बार।

सूत्र का उपयोग पहली तरह की सीमा शर्तों के तहत न्यूक्लियेट उबलने की गणना में किया जाता है।

चावल। 3. उबलने के दौरान हीट ट्रांसफर कर्व्स: 1 - बिना उबाले संवहनी क्षेत्र; 2 - न्यूक्लियेट उबलने का क्षेत्र; 3- संक्रमण क्षेत्र; 4 - फिल्म उबलने का क्षेत्र; 5 - विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण के एक महत्वपूर्ण अनुपात के साथ उबलने वाली फिल्म का खंड; kr1, kr2 ​​क्रमशः पहले और दूसरे क्वथनांक संकट के बिंदु हैं।

पहला उबलता संकट। संक्रमण मोड

सुपरहीट (?Tw) में और वृद्धि के साथ, ऊष्मा अंतरण की तीव्रता, अधिकतम तक पहुँच जाती है महत्वपूर्ण बिंदुवाष्प के धब्बों में बुलबुले की बढ़ती संख्या के विलय के कारण "cr1" घटने लगता है (चित्र 3 क्षेत्र 3 देखें)। वाष्प स्पॉट का क्षेत्र ΔTw बढ़ने के साथ बढ़ता है और अंततः पूरी दीवार को कवर करता है, एक निरंतर वाष्प फिल्म में बदल जाता है जो गर्मी को खराब तरीके से संचालित करता है।

इस प्रकार, गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता में कमी के साथ, बुलबुले से फिल्म उबलने के लिए एक क्रमिक संक्रमण होता है। इस तरह के एक संक्रमण की शुरुआत कहा जाता है पहला उबलता संकट. एक संकट को उबलने और गर्मी हस्तांतरण के तंत्र में एक मूलभूत परिवर्तन के रूप में समझा जाता है।

दूसरा उबलता संकट। फिल्म मोड

अति ताप (ΔTw) में और वृद्धि के साथ, गर्मी हस्तांतरण तीव्रता, दूसरे महत्वपूर्ण बिंदु "सीआर 2" पर न्यूनतम तक पहुंचने के बाद, फिल्म उबलते शासन के क्षेत्र में फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है (चित्र 3, क्षेत्र 4 और 5 देखें) ) गर्मी हस्तांतरण पर अति ताप के प्रभाव की प्रकृति में इस तरह के परिवर्तन को कहा जाता है दूसरा उबलता संकट.

फिल्म क्वथनांक मोड में, एक निरंतर वाष्प फिल्म तरल को सतह से दूर धकेलती है और गर्मी हस्तांतरण की स्थिति स्थिर हो जाती है, जबकि गर्मी हस्तांतरण गुणांक कम हो जाता है, व्यावहारिक रूप से स्थिर रहता है। न्यूटन के नियम (3) के अनुसार, तापमान अंतर में वृद्धि के कारण गर्मी का प्रवाह फिर से बढ़ना शुरू हो जाएगा? Tw। फिल्म क्वथनांक में गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता बहुत कम है, और इससे गर्मी विनिमय सतह की एक मजबूत अति ताप हो जाती है।

बड़ी मात्रा में उबालना

सतह से उबलते पानी में स्थानांतरित गर्मी प्रवाह स्पष्ट रूप से दीवार और तरल के बीच तापमान अंतर से जुड़ा हो सकता है:

गर्मी प्रवाह कहां है;

दीवार का तापमान;

तरल का औसत तापमान।

यह निर्भरता ऊष्मीय सतह से तरल में ऊष्मा स्थानांतरण की विशेषता है और इसे क्वथनांक वक्र (चित्र 4) कहा जाता है।

चावल। चार।

पांच विशिष्ट क्षेत्रों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

1. बिंदु तक। संवहन क्षेत्र;

2. बिंदुओं के बीच और। अविकसित न्यूक्लियेट उबलने का क्षेत्र। यह प्रवाह के मूल में परिणामी बुलबुले के स्थानांतरण के कारण गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता में वृद्धि की विशेषता है;

3. बिंदुओं के बीच और। विकसित न्यूक्लियेट उबलने का क्षेत्र। यह प्रवाह के मूल में परिणामी बुलबुले के हस्तांतरण के कारण गर्मी हस्तांतरण की उच्च तीव्रता की विशेषता है। जैसे-जैसे बुलबुले का घनत्व बढ़ता है, तीव्रता बढ़ती जाती है;

4. बिंदुओं के बीच और। अस्थिर फिल्म उबलने का क्षेत्र। यह निकट-दीवार क्षेत्र में व्यक्तिगत बुलबुले के "विलय" की विशेषता है। वाष्पीकरण के केंद्रों में कमी के साथ-साथ हीटिंग सतह पर वाष्प फिल्म की वृद्धि के कारण, गर्मी हस्तांतरण कम हो जाता है;

5. बिंदु से। स्थिर फिल्म उबलने का क्षेत्र। यह एक सतत वाष्प फिल्म के साथ हीटिंग सतह को कवर करके और, परिणामस्वरूप, कम गर्मी हस्तांतरण द्वारा विशेषता है।

यह वक्र हीटिंग दीवार के तापमान को बढ़ाकर और बनाए रख कर प्राप्त किया जा सकता है। इस मामले में, जैसे-जैसे वृद्धि बढ़ती है, पांच उबलते क्षेत्रों को क्रमिक रूप से बदल दिया जाता है।

ऊष्मा प्रवाह को बढ़ाने और बनाए रखने के मामले में, क्वथनांक को बदलने का क्रम अलग होगा। सबसे पहले, एक गैर-उबलते तरल (टी तक) के संवहन के तरीके, सतह के उबलने (बिंदुओं के बीच) और विकसित न्यूक्लियेट क्वथनांक (बिंदुओं के बीच) एक दूसरे को क्रमिक रूप से प्रतिस्थापित करते हैं। गर्मी प्रवाह में और वृद्धि के साथ, हीटिंग सतह जल्दी से एक वाष्प फिल्म (बिंदु से बिंदु तक) के साथ कवर की जाती है, जो तापमान में वृद्धि के साथ और माध्यम से होती है थोडा समयस्थिर अवस्था में पहुंचने के बाद, उबलने की विशेषता उच्च दीवार तापमान (बिंदु से) से होती है। यह घटनागर्मी हस्तांतरण संकट कहा जाता है, और गर्मी प्रवाह जिस पर तापमान में तेज वृद्धि शुरू होती है (-) को पहला महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह कहा जाता है, या, अधिक बार, बस, महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह।

यदि, बिंदु पर पहुंचने के बाद, गर्मी का प्रवाह कम होना शुरू हो जाता है, तो फिल्म के उबलते शासन को बिंदु तक पहुंचने तक बनाए रखा जाता है। गर्मी प्रवाह में और कमी के मामले में, फिल्म क्वथनांक मोड बबल मोड (बिंदु से बिंदु तक) में बदल जाता है, और हीटिंग सतह का तापमान तेजी से कम हो जाता है। वह ऊष्मा प्रवाह जिस पर फिल्म का क्वथनांक बुलबुला (-) में बदल जाता है, दूसरा महत्वपूर्ण ऊष्मा प्रवाह कहलाता है।

तरल उबलने के दौरान गर्मी हस्तांतरण का व्यापक रूप से जहाज बिजली इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है - यह मुख्य और सहायक बॉयलरों, परमाणु रिएक्टरों, बाष्पीकरणकर्ताओं में भाप का उत्पादन है समुद्र का पानी, प्रशीतन इकाइयों के बाष्पीकरण और एयर कूलर में।

एक ठोस ताप विनिमय सतह पर उबलने के बीच एक अंतर किया जाता है, जिसके माध्यम से एक गर्मी प्रवाह गुजरता है, और एक मात्रा में उबलता है, जब एक गर्मी प्रवाह सीधे एक तरल की मात्रा में प्रेरित होता है।

व्यवहार में, ऊष्मा विनिमय सतह के संपर्क में तरल के उबलने का प्रकार बहुत अधिक सामान्य है।

उबालना गर्मी की निरंतर आपूर्ति की स्थिति में भाप के गहन गठन की एक प्रक्रिया है। क्वथनांक तब होता है जब एक तरल को थोड़ा अधिक गरम किया जाता है, जब तरल का तापमान किसी दिए गए दबाव में संतृप्ति तापमान से ऊपर होता है। आवश्यक सुपरहीट की मात्रा तरल के भौतिक गुणों, इसकी शुद्धता, दबाव और सतह की स्थिति पर भी निर्भर करती है जिसके माध्यम से ऊष्मा का प्रवाह तरल में प्रवाहित होता है। तरल जितना शुद्ध होगा, उबलने से पहले उसे उतना ही अधिक गरम करने की आवश्यकता होगी। यह तरल में अणुओं के पारस्परिक आकर्षण की ऊर्जा को दूर करने की आवश्यकता के कारण प्रारंभिक न्यूक्लियेटिंग वाष्प बुलबुले के सहज गठन की कठिनाई से समझाया गया है।

यदि तरल में एक भंग गैस (उदाहरण के लिए, हवा) या छोटे निलंबित कण हैं, तो तरल के संतृप्ति तापमान तक पहुंचने के लगभग तुरंत बाद उबलने की प्रक्रिया शुरू हो जाती है। गैस के बुलबुले, साथ ही तरल में ठोस कण, वाष्प चरण के तैयार प्रारंभिक नाभिक के रूप में काम करते हैं।

आवश्यक ओवरहीटिंग का मूल्य भी कम हो जाता है यदि हीट एक्सचेंज सतह (बर्तन की दीवारें और नीचे, पाइप की दीवारें), जिसके माध्यम से गर्मी का प्रवाह तरल में प्रवेश करता है, में सूक्ष्मता होती है। जब ऐसी सतह के माध्यम से गर्मी प्रवाह की आपूर्ति की जाती है, तो सतह के अलग-अलग बिंदुओं पर बुलबुले का गठन देखा जाता है। इन बिंदुओं को वाष्प केंद्र कहा जाता है। इस मामले में, उबलने की प्रक्रिया तरल परतों में शुरू होती है जो गर्मी विनिमय सतह के संपर्क में होती हैं और इसके साथ समान तापमान होता है। वाष्प के बुलबुले का निर्माण तरल की अत्यधिक गरम सीमा परत में होता है और केवल वाष्पीकरण के केंद्रों में होता है। भाप के बुलबुले बढ़ते हैं, सतह से अलग होकर तैरते हैं।

लेकिन सभी बुलबुले आगे बढ़ने में सक्षम नहीं हैं, लेकिन केवल वे जिनकी त्रिज्या वाष्प नाभिक Rmin के महत्वपूर्ण त्रिज्या के मूल्य से अधिक है। Rmin का मान सतह के तापमान पर निर्भर करता है और दीवार के बढ़ते तापमान के साथ तेजी से घटता है। इसलिए, गर्मी भार में वृद्धि, जो सतह के तापमान में वृद्धि का कारण बनती है, वाष्पीकरण के सक्रिय केंद्रों की संख्या में वृद्धि की ओर ले जाती है, और उबलने की प्रक्रिया अधिक तीव्र हो जाती है।

तरल में प्रवेश करने वाली सारी गर्मी भाप के निर्माण पर खर्च होती है:

जहाँ r वाष्पीकरण की ऊष्मा है, J/kg।

जी"" - उबलने के दौरान बनने वाली भाप की मात्रा, किग्रा / सेक।

हीट-एक्सचेंज सतह से बुलबुले के विकास और अलगाव की प्रकृति काफी हद तक इस बात पर निर्भर करती है कि तरल सतह को गीला करता है या नहीं। यदि उबलता तरल हीटिंग सतह को गीला कर देता है, तो भाप के बुलबुले का एक पतला पैर होता है और आसानी से सतह से बाहर आ जाता है। यदि तरल सतह को गीला नहीं करता है, तो वाष्प के बुलबुले में एक चौड़ा तना होता है और बुलबुले का केवल ऊपरी हिस्सा निकलता है।

चावल। 14.1. गीले पर वाष्प के बुलबुले का आकार (ए)
और गैर-गीला (बी) सतह

जुदाई से पहले बुलबुले की वृद्धि और अलगाव के बाद उनके आंदोलन से सीमा परत में तरल का गहन संचलन और मिश्रण होता है, जो हीटिंग सतह से तरल में गर्मी हस्तांतरण को तेजी से बढ़ाता है। उबलने की इस विधा को चुलबुली कहा जाता है। न्यूक्लियेट उबलने में, हीट एक्सचेंज सतह के साथ बबल लेग का संपर्क क्षेत्र छोटा होता है, और इसलिए गर्मी प्रवाह को लगभग बिना किसी प्रतिबंध के तरल में स्थानांतरित कर दिया जाता है और वाष्पीकरण पर खर्च किया जाता है और मात्रा में तापमान में मामूली वृद्धि होती है। तरल (उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव में पानी के लिए, मात्रा में अति ताप आमतौर पर 0.2 ... 0 .4 डिग्री सेल्सियस होता है)। अभ्यास के लिए, न्यूक्लियेट उबालना सबसे बड़ी रुचि है।

बबल बॉयलिंग मोड में हीट रिमूवल हीटिंग सतह को ठंडा करने के सबसे उन्नत तरीकों में से एक है। उसने पा लिया विस्तृत आवेदनमें नाभिकीय रिएक्टर्स, जेट इंजन को ठंडा करते समय, जब हीट एक्सचेंज सतह के साथ काम करता है उच्च घनत्वऊष्मा का बहाव।

बबल बॉयलिंग मोड में, भाप जनरेटर में भाप का उत्पादन होता है और मुख्य और सहायक बॉयलर संचालित होते हैं।

न्यूक्लियेट उबलने की तीव्रता ऊष्मा विनिमय सतह पर आपूर्ति किए गए विशिष्ट ऊष्मा भार q, W/m 2 के मान पर निर्भर करती है। हालाँकि, गर्मी के प्रवाह को अनिश्चित काल तक नहीं बढ़ाया जा सकता है। गर्मी के प्रवाह में वृद्धि के साथ, वाष्पीकरण के सक्रिय केंद्रों की संख्या लगातार बढ़ रही है, और उनमें से इतने सारे हैं कि व्यक्तिगत बुलबुले वाष्प की परत में विलीन हो सकते हैं, जो समय-समय पर टूट जाता है, और परिणामस्वरूप वाष्प उबलने की मात्रा में टूट जाता है। तरल। उबलने की इस विधा को फिल्म क्वथनांक कहा जाता है। व्यक्तिगत बुलबुले के बजाय एक फिल्म की उपस्थिति को पहला उबलता संकट कहा जाता है। वायुमंडलीय दबाव में पानी के लिए, उबलते संकट गर्मी प्रवाह घनत्व q = 1.2 10 6 डब्ल्यू / एम 2 पर होता है, यह गर्मी प्रवाह तापमान अंतर के महत्वपूर्ण मूल्य से मेल खाता है डीटीसीआर = 25 ... 35 डिग्री सेल्सियस।

उबलते संकट का कारण इस प्रकार है। बुलबुले का सहसंयोजन जिसमें गर्मी विनिमय सतह से टूटने का समय नहीं था, वाष्प फिल्म का निर्माण तरल और दीवार के बीच गर्मी विनिमय की स्थितियों को बदल देता है। दीवार, जिस पर गर्मी प्रवाह की आपूर्ति की जाती है, तरल द्वारा धोया जाना बंद हो जाता है, क्योंकि यह वाष्प फिल्म द्वारा तरल से अलग हो जाता है, और इसलिए दीवार में प्रवेश करने वाली गर्मी का प्रवाह, इसका केवल एक छोटा सा हिस्सा स्थानांतरित किया जाता है भाप की कम तापीय चालकता के कारण, शेष ऊष्मा प्रवाह दीवार को गर्म करने पर खर्च होता है। दीवार का तापमान एक सेकंड के एक अंश में सैकड़ों डिग्री बढ़ जाता है। और अगर दीवार आग रोक सामग्री से बनी है, तो संकट एक नए के साथ समाप्त होता है स्थिर अवस्था- फिल्म उबल रही है उच्च तापमानगर्मी विनिमय सतह, और, तदनुसार, तापमान अंतर के एक नए, बहुत उच्च मूल्य पर तापमान दीवार और संतृप्ति तापमान के बीच डीटी, जो स्थिर रहता है, क्योंकि इसका मूल्य केवल दबाव मूल्य पर निर्भर करता है। बुलबुला क्वथनांक मोड (चित्र 14.2, एक) और फिल्म (चित्र। 14.2, बी) अंजीर में दिखाया गया है। 14.2

चावल। 14.2 क्वथनांक: ए - बुलबुला, बी - संक्रमणकालीन, सी - फिल्म

चित्र भी कैप्चर करता है (चित्र 14.2 देखें)। बी) बुलबुले से फिल्म के उबलने में संक्रमण का क्षण है। फिल्म क्वथनांक मोड में, हीटिंग सतह से तरल में गर्मी हस्तांतरण वाष्प फिल्म में थर्मल चालन और संवहनी गर्मी हस्तांतरण के साथ-साथ वाष्प फिल्म के माध्यम से विकिरण द्वारा किया जाता है। जैसे-जैसे हीटिंग सतह का तापमान बढ़ता है (और, तदनुसार, डीटी बढ़ता है), सभी के सबसेविकिरण द्वारा ऊष्मा को तरल में स्थानांतरित किया जाता है। फिल्म उबलते शासन में गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता कम है। वाष्प फिल्म में जमा वाष्प समय-समय पर स्पंदन में बड़े बुलबुले के रूप में टूट जाता है।

ग्राफ 14.3 बुलबुले और फिल्म के उबलने की व्यवस्था को दर्शाता है। ग्राफ से यह देखा जा सकता है कि एक विधा से दूसरी विधा में कोई सहज संक्रमण नहीं है। यदि हम गर्मी प्रवाह घनत्व बढ़ाते हैं, तो इससे गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता में वृद्धि होती है, लेकिन साथ ही, सतह का तापमान (और, तदनुसार, डीटी) भी थोड़ा बढ़ जाता है। गर्मी का भार अधिक से अधिक बढ़ाना स्वीकार्य सीमाउबलते संकट का कारण बनता है। अंजीर में यह संकट संक्रमण। 14.3 को एक तीर द्वारा दिखाया गया है और यह न्यूक्लियेट क्वथनांक से फिल्म क्वथनांक पर समान ताप भार qcr1 पर एक छलांग के रूप में होता है। आमतौर पर, उबलने का संकट हीटिंग सतह के सीधे (जलने) के साथ समाप्त होता है।

चावल। 14.3. t . पर महत्वपूर्ण तापीय भार की निर्भरता

हालांकि, अगर सतह नष्ट नहीं होती है, और फिल्म क्वथनांक स्थापित हो जाता है, तो गर्मी प्रवाह घनत्व में कमी नहीं देगी त्वरित परिणाम, और फिल्म मोड सहेजा जाएगा। गर्मी के प्रवाह में कमी के साथ, फिल्म उबलने की रेखा के साथ प्रक्रिया होगी। और केवल अगर हम लोड को qcr2 मान तक कम करते हैं, तो क्या व्यवस्था बदलने के लिए पूर्वापेक्षाएँ होंगी। इस शासन परिवर्तन का एक संकट चरित्र भी है और इसे दूसरा उबलता संकट कहा जाता है। जब ऊष्मा भार घटकर qcr2 हो जाता है, तो कुछ बिंदुओं पर तरल ऊष्मा विनिमय सतह को छूना शुरू कर देता है, जिससे सतह से ऊष्मा का निष्कासन बढ़ जाता है, जिससे ताप सतह का तेजी से ठंडा होना शुरू हो जाता है। व्यवस्थाओं में परिवर्तन होता है और न्यूक्लियेट क्वथनांक स्थापित होता है। यह रिवर्स ट्रांज़िशन भी तीर के साथ फिल्म की तरह वक्र से qcr2 पर न्यूक्लियेट क्वथनांक तक "कूदता है" द्वारा किया जाता है। वायुमंडलीय दबाव पर पानी के लिए, मान महत्वपूर्ण घनत्वइस मामले में, गर्मी प्रवाह qcr2 = 25000 W / m 2 के बराबर है।

तो, दोनों संक्रमण: बुलबुले से फिल्म तक और पीछे एक संकट प्रकृति के हैं। वे क्रमशः ऊष्मा प्रवाह qcr1 और qcr2 पर होते हैं। इन शर्तों के तहत, उबलने का संक्रमण मोड स्थिर नहीं हो सकता है, क्योंकि संक्रमण लगभग तुरंत होता है, एक सेकंड के एक अंश में।

व्यवहार में, विभिन्न आकारों के पाइपों या चैनलों के अंदर चल रहे तरल के उबलने का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक सीमित मात्रा में द्रव की गति के कारण, नई विशेषताएं उत्पन्न होती हैं। प्रक्रिया का विकास तरल या भाप-पानी के मिश्रण के मजबूर आंदोलन की गति और दो-चरण प्रवाह की संरचना से प्रभावित होता है। पाइप के अंदर पानी और भाप के मिश्रण की गति की प्रकृति (चित्र 14.4) में दिखाई गई है।

चावल। 14.4. पाइपों में भाप-पानी के मिश्रण की गति की प्रकृति

भाप सामग्री, मिश्रण की गति और अंतरिक्ष में पाइप के स्थान के आधार पर, आंदोलन की प्रकृति एक सजातीय पायस के रूप में हो सकती है (चित्र 14.4 ए देखें) या पानी के स्वतंत्र प्रवाह के रूप में। और भाप (चित्र 14.4 देखें) बी, 14.4डी).

यदि पाइप लंबवत स्थित है, तो एक स्वतंत्र भाप प्रवाह पाइप की धुरी के साथ, केंद्र में, और एक पानी की फिल्म परिधि के साथ, पाइप की दीवार के साथ चलेगी। पर क्षैतिज व्यवस्थापाइप, भाप पाइप के शीर्ष पर चलती है, पानी - नीचे।

उबलने पर प्रायोगिक डेटा को डी.ए. लाबुन्त्सोव द्वारा संक्षेपित किया गया था। उन्होंने न्यूक्लियेट उबलने के दौरान गर्मी हस्तांतरण की गणना के लिए एक मानदंड समीकरण का प्रस्ताव रखा।

दीवार-तरल अंतरफलक पर उबलने के दौरान गर्मी हस्तांतरण को दर्शाने वाला नुसेल्ट मानदंड कहां है;

रेनॉल्ड्स मानदंड उबलने के दौरान जड़ता बलों और चिपचिपाहट बलों की स्थिति को दर्शाता है;

विशेषता रैखिक आकार बुलबुले के पृथक्करण व्यास के लिए आनुपातिक, मी;

उबलते गति, एम / एस;

सीपी तरल की गर्मी क्षमता है, केजे/(किलो के);

r वाष्पीकरण की ऊष्मा है, kJ/kg;

एस - सतह तनाव, एन / एम;

r", r"" - दिए गए संतृप्ति तापमान पर तरल और वाष्प का घनत्व, किग्रा/एम 3 ;

टीएस- निरपेक्ष मूल्यसंतृप्ति तापमान, के।

स्थिरांक C और n का मान इसके बराबर लिया जाता है:

समानता मानदंड में शामिल सभी भौतिक मापदंडों के मूल्यों को दिए गए संतृप्ति तापमान पर लिया जाना चाहिए। मानदंड समीकरण (14.2) का उपयोग करके गर्मी हस्तांतरण गुणांक निर्धारित करने के लिए गणना की जटिलता और बोझिलता के कारण, व्यवहार में, न्यूक्लियेट उबलते मोड में गर्मी हस्तांतरण गुणांक की गणना करने के लिए, एमए द्वारा उबलते पानी द्वारा प्राप्त निर्भरता। मिखेव:

जहां क्यू सतह गर्मी प्रवाह घनत्व है, डब्ल्यू / एम 2;

पी - पूर्ण वाष्प दबाव, पा।

बुलबुला उबलना गर्मी हस्तांतरण की एक उच्च तीव्रता की विशेषता है और, तदनुसार, एक सतह इकाई से महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह को हटाने की संभावना, केवल महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह qcr1 के मूल्य द्वारा सीमित है। क्षैतिज पाइपों और टाइलों पर प्राकृतिक परिपाटी के तहत qcr1 का मान सूत्र से निर्धारित किया जा सकता है:

फिल्म क्वथनांक मोड में, उबलते तरल को वाष्प फिल्म द्वारा हीटिंग सतह से अलग किया जाता है। इसलिए, सतह का तापमान tc संतृप्ति तापमान ts से बहुत अधिक है। हीट एक्सचेंज सतह के उच्च तापमान के कारण, इसके और तरल के बीच उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण होता है। फिल्म उबलने के दौरान संवहनी गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता वाष्प फिल्म के थर्मल प्रतिरोध से निर्धारित होती है। फिल्म में वाष्प की गति की प्रकृति और इसकी मोटाई हीटिंग सतह के आकार और आकार और अंतरिक्ष में इसके स्थान पर निर्भर करती है। क्षैतिज पाइपों पर फिल्म उबलने के दौरान गर्मी हस्तांतरण की गणना निर्भरता के अनुसार की जा सकती है

सभी भौतिक पैरामीटरइस सूत्र में (तरल घनत्व r के अपवाद के साथ) सही चरण का संदर्भ लें। उन्हें औसत वाष्प तापमान के अनुसार चुना जाना चाहिए

ऊर्ध्वाधर पाइपों की सतह पर उबलने वाली फिल्म के लिए, प्रायोगिक डेटा को डी.ए. लाबुन्त्सोव द्वारा संक्षेपित किया गया है:

यहां भाप के भौतिक गुणों को भी भाप के औसत तापमान के अनुसार चुना जाना चाहिए।

उबलना वाष्पीकरण की प्रक्रिया है जो तरल की मोटाई में उबलते (संतृप्ति) तापमान पर होती है। इस मामले में, चरण संक्रमण की गर्मी अवशोषित होती है, जिसके परिणामस्वरूप, प्रक्रिया को बनाए रखने के लिए, लगातार गर्मी की आपूर्ति करना आवश्यक है, अर्थात। उबलना गर्मी हस्तांतरण के साथ जुड़ा हुआ है। उबालते समय, वाष्प चरण बुलबुले के रूप में बनता है। एक गर्म गैर-उबलते तरल में, मजबूर प्रवाह की अनुपस्थिति में, मुक्त संवहन और गर्मी चालन द्वारा सीमा परत के माध्यम से गर्मी को स्थानांतरित किया जाता है। उबलने के दौरान, पदार्थ के द्रव्यमान और गर्मी को सीमा परत से तरल की मात्रा में स्थानांतरित करना भी वाष्प के बुलबुले द्वारा किया जाता है, जो ऊपर उठकर तरल के तीव्र मिश्रण और सीमा परत की अशांति का कारण बनता है। चूंकि गर्मी है आमतौर पर गर्मी विनिमय सतह के माध्यम से आपूर्ति की जाती है, इस सतह पर बुलबुले भी दिखाई देते हैं। यदि सतह को तरल की एक बड़ी मात्रा में डुबोया जाता है, जिसकी बलपूर्वक गति नहीं होती है, तो ऐसी प्रक्रिया को क्वथनांक कहा जाता है बड़ी मात्रा. थर्मल पावर इंजीनियरिंग में, उबलने की प्रक्रिया सबसे अधिक बार हीटिंग सतह (पाइप सतहों, बॉयलर की दीवारों, आदि) पर सामने आती है।

उबलते मोड।दो क्वथनांक हैं: बबल मोड, जब अलग-अलग समय-समय पर न्यूक्लियेटिंग बुलबुले के रूप में सतह पर भाप बनती है, और फिल्म क्वथनांक, जब सतह के पास बुलबुले की संख्या इतनी बड़ी हो जाती है कि वे एक एकल वाष्प फिल्म में विलीन हो जाते हैं, जिसके माध्यम से गर्म सतह से गर्मी को तरल तापीय चालकता के आयतन में स्थानांतरित किया जाता है। चूंकि भाप की तापीय चालकता का गुणांक पानी की तुलना में लगभग 30 गुना कम है, वाष्प फिल्म के माध्यम से तापीय चालकता का तापीय प्रतिरोध तेजी से बढ़ता है, जिससे गर्मी विनिमय सतह का जलना हो सकता है। इसलिए, थर्मल पावर प्लांटों में इस मोड की अनुमति नहीं है।

उबलने की प्रक्रिया होने के लिए आवश्यक शर्तें. उबलने की घटना के लिए, दो शर्तें आवश्यक और पर्याप्त हैं: तरल दबाव पर संतृप्ति तापमान के सापेक्ष तरल के अधिक गरम होने की उपस्थिति और वाष्पीकरण के केंद्रों की उपस्थिति, जो तरल में विभिन्न समावेशन हो सकते हैं ( कणिका तत्वऔर गैस के बुलबुले), साथ ही गर्मी विनिमय सतह पर अवसाद और अवसाद, जो खुरदरापन से जुड़ा है।

तरल को एक गर्म तल वाले बर्तन में रहने दें। यदि तरल उबल रहा है, तो तरल के ऊपर वाष्प का तापमान है। तरल में तापमान हमेशा थोड़ा अधिक होता है। जैसे ही आप गर्म तल पर पहुंचते हैं, तापमान व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है। केवल तल के तत्काल आसपास के क्षेत्र में ही यह तेजी से बढ़कर .

यह इस आंकड़े से पता चलता है कि हीट एक्सचेंज सतह पर सबसे बड़ी ओवरहीटिंग () देखी जाती है, लेकिन खुरदरापन के रूप में वाष्पीकरण के केंद्र भी होते हैं। यह बताता है कि बुलबुले गर्मी विनिमय सतह पर क्यों बनते हैं।

बुलबुले के विकास के लिए, अर्थात्। इसमें बुलबुले की सतह से तरल के वाष्पीकरण के कारण मात्रा में वृद्धि होती है, इसमें वाष्प का दबाव आसपास के तरल और सतह तनाव के बल के दबाव से अधिक होना चाहिए।

संतृप्ति दबाव और संतृप्ति तापमान एक कठोर संबंध से संबंधित हैं: से अधिक दबाव, संतृप्ति तापमान जितना अधिक होगा। इससे यह स्पष्ट हो जाता है कि उबलने (वाष्प के बुलबुले के गठन) की स्थिति में से एक तरल का अधिक गरम होना क्यों है। बुलबुले का आयतन तब तक बढ़ता है जब तक कि उसे फाड़ने की प्रवृति बल उसे सतह पर धारण करने वाले बलों से अधिक न हो जाए। इसके पृथक्करण के समय बुलबुले का आकार पृथक्करण व्यास की विशेषता है। अलग बुलबुला ऊपर की ओर बढ़ता है, मात्रा में वृद्धि जारी रखता है। तरल-वाष्प इंटरफेस में, बुलबुला फट जाता है।

चूंकि बुलबुले गर्मी विनिमय सतह पर उठते हैं, बढ़ते हैं और टूट जाते हैं, इसलिए वे सीमा परत को नष्ट कर देते हैं, जो मुख्य थर्मल प्रतिरोध है। इसलिए, उबालने के दौरान गर्मी हस्तांतरण एक अत्यधिक गहन प्रक्रिया है। पानी के लिए, उदाहरण के लिए, गुणांक (10 ... 40) 10 3 डब्ल्यू / (एम 2 × के) तक पहुंचता है।

उबलने की प्रक्रिया के दौरान, हीट एक्सचेंज सतह आंशिक रूप से वाष्प चरण के साथ, आंशिक रूप से तरल चरण के साथ संपर्क करती है। परंतु , तो गर्मी स्थानांतरित हो जाती है तरल माध्यम, अर्थात। इसके अति ताप पर जाता है, और उसके बाद ही बुलबुले की सतह से सुपरहिटेड तरल वाष्पित हो जाता है।

यह आंकड़ा गुणांक की निर्भरता को दर्शाता है (तरल अति ताप)।

निम्नलिखित उबलते क्षेत्रों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। कम तापमान के अंतर पर, गर्मी हस्तांतरण मुख्य रूप से मुक्त संवहन की स्थितियों से निर्धारित होता है, क्योंकि बुलबुले बनाने की संख्या कम होती है और सीमा परत पर उनका महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है - यह संवहनी उबलने का क्षेत्र है I. इस क्षेत्र में , ऊष्मा अंतरण गुणांक के समानुपाती होता है। जैसे-जैसे तरल अति ताप बढ़ता है, कम और कम खुरदरापन वाष्पीकरण केंद्रों के रूप में काम कर सकता है, और इससे उनकी संख्या में वृद्धि होती है, और इसके अलावा, प्रत्येक वाष्पीकरण केंद्र में बुलबुला पृथक्करण की आवृत्ति बढ़ जाती है। यह सीमा परत में परिसंचरण में वृद्धि का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप गर्मी हस्तांतरण तेजी से बढ़ता है। एक विकसित बुलबुला उबलने का शासन (क्षेत्र II) में सेट होता है। आनुपातिक।

तापमान अंतर () में और वृद्धि के साथ, बुलबुले की संख्या इतनी बड़ी हो जाती है कि वे विलीन होने लगते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सतह का एक बढ़ता हुआ हिस्सा वाष्प चरण के संपर्क में आ जाएगा, जिसकी तापीय चालकता है द्रव्यों से कम है। इसलिए, गर्मी हस्तांतरण, अधिकतम तक पहुंचने के बाद, कम होना शुरू हो जाएगा (संक्रमणकालीन मोड III) एक सतत वाष्प फिल्म बनने तक जो तरल को हीटिंग सतह से अलग करती है। उबलने की इस विधि को फिल्म क्वथन (क्षेत्र IV) कहा जाता है। पर अंतिम मामलागुणांक व्यावहारिक रूप से स्वतंत्र है।

आंकड़ा गर्मी प्रवाह घनत्व पर गर्मी हस्तांतरण गुणांक की प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त निर्भरता को दर्शाता है

जब मुक्त संवहन की स्थिति में पानी बड़ी मात्रा में उबलता है।

यह आंकड़ा से निम्नानुसार है कि गर्मी प्रवाह घनत्व में वृद्धि के साथ, गर्मी हस्तांतरण गुणांक बढ़ता है (अनुभाग ओ - ए)। यह खंड बुलबुला उबलते शासन से मेल खाता है। पहुँचने पर

गर्मी प्रवाह घनत्व \u003d डब्ल्यू / एम 2, गर्मी हस्तांतरण गुणांक तेजी से कम हो जाता है (लाइन ए - डी) - बबल मोड को एक फिल्म द्वारा बदल दिया जाता है। धारा डी-डी फिल्म शासन से मेल खाती है। फिल्म में उबलने के बबल मोड के संक्रमण की घटना को कहा जाता है

पहला उबलता संकट ()। बुलबुला शासन से फिल्म शासन में संक्रमण के दौरान, तापमान का अंतर काफी बढ़ जाता है। फिल्म से न्यूक्लियेट उबलने के लिए रिवर्स संक्रमण एक गर्मी प्रवाह घनत्व पर होता है डब्ल्यू / एम 2 (लाइन बी - सी), जो लगभग 4 गुना कम है। फिल्म के उबलने से बुलबुले के उबलने तक संक्रमण की घटना को दूसरा उबलता संकट () कहा जाता है। वक्र का खंड ए - बी संक्रमण मोड की विशेषता है, यहां बुलबुला और . दोनों फिल्म मोडहीटिंग सतह के विभिन्न भागों पर।

एक ठोस ताप विनिमय सतह पर एक तरल के उबलने के बीच भेद करें, जिसमें बाहर से गर्मी की आपूर्ति की जाती है, और तरल के थोक में उबलने के बीच अंतर होता है।

ठोस सतह पर उबालने पर, इस सतह पर कुछ स्थानों पर वाष्प चरण का निर्माण देखा जाता है (एच। कुचलिंग के अनुसार, गर्मी हस्तांतरण गुणांक á - उबलता पानी - एक धातु की दीवार 3500 से 5800 W / की सीमा में होती है। (एम 2 K)।

वॉल्यूमेट्रिक उबलने के दौरान, वाष्प चरण अलग-अलग वाष्प बुलबुले के रूप में तरल के थोक में सीधे (अनायास) उत्पन्न होता है। वॉल्यूमेट्रिक उबलना केवल महत्वपूर्ण ओवरहीटिंग के साथ हो सकता है। द्रव चरणकिसी दिए गए दबाव पर संतृप्ति तापमान के सापेक्ष। उदाहरण के लिए, सिस्टम को तेजी से डिप्रेसुराइज़ करके महत्वपूर्ण सुपरहीट प्राप्त की जा सकती है।

एकल-चरण तरल के संवहन के दौरान गर्मी हस्तांतरण के तंत्र से, न्यूक्लियेट उबलने के दौरान गर्मी हस्तांतरण का तंत्र पदार्थ के द्रव्यमान के अतिरिक्त हस्तांतरण की उपस्थिति में भिन्न होता है और सीमा परत से वाष्प के बुलबुले द्वारा मात्रा की मात्रा में गर्मी होती है। उबलते तरल।

उबलने की प्रक्रिया होने के लिए, दो शर्तों को पूरा करना होगा:

संतृप्ति तापमान के सापेक्ष तरल के अधिक गरम होने की उपस्थिति;

वाष्पीकरण के केंद्रों की उपस्थिति।

लिक्विड सुपरहीट है अधिकतम मूल्यसीधे गर्म गर्मी विनिमय सतह पर, क्योंकि व्यक्तिगत दीवार अनियमितताओं, हवा के बुलबुले, धूल के कणों आदि के रूप में वाष्पीकरण के केंद्र होते हैं।

उबालना, जिसमें भाप समय-समय पर उभरते और बढ़ते बुलबुलों के रूप में बनती है, न्यूक्लियेट क्वथनांक कहलाती है।

एक निश्चित मूल्य तक गर्मी के प्रवाह में वृद्धि के साथ, व्यक्तिगत वाष्प बुलबुले विलीन हो जाते हैं, जिससे दीवार के पास एक निरंतर वाष्प परत बन जाती है, जो समय-समय पर तरल मात्रा में टूट जाती है। इस व्यवस्था को फिल्म उबलना कहा जाता है।

मुक्त गति की स्थितियों के तहत एक तरल के न्यूक्लियेट उबलने के दौरान गर्मी हस्तांतरण

डीए के अनुसार हीट ट्रांसफर गुणांक लाबुन्त्सोव:

α किप सेंट डीवी= सी रे एनपीआर 1/3 / एल, डब्ल्यू / एम 2 ⋅K,

जहाँ: l नाभिकीकरण के क्षण में वाष्प बुलबुले का अभिलक्षणिक रैखिक आकार है, m में।

समानता मानदंड में शामिल भौतिक मापदंडों को संतृप्ति तापमान पर निर्धारित किया जाता है।

उबलते पानी पर स्थिरांक के मान हैं:

रे 0.01, सी = 0.0625, एन = 0.5 पर;

रे> 0.01, सी = 0.125, एन = 0.65 पर।

निर्भरता मात्राओं के मूल्यों की सीमा में मान्य है:

रे = 10 -5 ÷ 10 +4; पीआर = 0.86 7.6; डब्ल्यू ≤ 7 एम / एस;

और वॉल्यूमेट्रिक स्टीम सामग्री पर - 70% for विस्तृत श्रृंखलासंतृप्ति दबाव (निकट-महत्वपूर्ण दबाव तक)।

एमए के अनुसार हीट ट्रांसफर गुणांक मिखेव:

α किप सेंट डीवी\u003d 33.4∆t 2.33 आर 0.5, डब्ल्यू / एम 2 K,

जहां पी बार में पानी का दबाव है।

दबाव रेंज 1 40 बार (0.1-4.0 एमपीए) में पानी के लिए निर्भरता लागू होती है।

पाइपों में जबरन संवहन की शर्तों के तहत बुलबुला उबलने के दौरान गर्मी हस्तांतरण

इस मामले में, गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता वाष्पीकरण के कारण तरल की स्पंदन गति की बातचीत और मजबूर संवहन के कारण तरल की मात्रा से घुसपैठ करने वाली गड़बड़ी से निर्धारित होती है। इंटरपोलेशन फॉर्मूला डी.ए. पाइपों में मजबूर संवहन की शर्तों के तहत न्यूक्लियेट उबलने से गर्मी हस्तांतरण के लिए लैबंट्सोव का रूप है:

α/α वू= 4α वू/4α वू + α क्यू /α क्यू, कहाँ पे:

α जीगर्मी हस्तांतरण गुणांक विकसित उबलते सूत्रों के अनुसार गणना की जाती है (जब गति गर्मी हस्तांतरण को प्रभावित नहीं करती है);

α वूएकल-चरण तरल (जब q गर्मी हस्तांतरण को प्रभावित नहीं करता है) के संवहन गर्मी हस्तांतरण के लिए सूत्रों का उपयोग करके गणना की गई गर्मी हस्तांतरण गुणांक है।

निर्भरता लागू:

मानों की श्रेणी में α q /α w 0.5 से 2.0 तक, (जब इस अनुपात का मान 0.5 से कम हो - α w = α, और अधिक से अधिक 2.0 - α q = α);

औसत वॉल्यूमेट्रिक भाप सामग्री 70% से अधिक नहीं है (इस मामले में, गर्मी हस्तांतरण गुणांक तापमान अंतर टी सी - टी एन को संदर्भित करता है)।

एक तरल के फिल्म उबलने के दौरान गर्मी हस्तांतरण

फिल्म का उबलना की उपस्थिति में होता है एक बड़ी संख्या मेंवाष्पीकरण के केंद्र, जिसमें वाष्प के बुलबुले विलीन हो जाते हैं, ताप विनिमय सतह के पास वाष्प की एक सतत परत बनाते हैं, समय-समय पर तरल मात्रा में टूटते हैं। इस मामले में, तरल को वाष्प की परत द्वारा गर्म सतह से अलग किया जाता है। चरण इंटरफ़ेस में गर्मी का प्रवाह भाप की कम तापीय प्रवाहकीय परत से होकर गुजरता है। मुक्त गति की शर्तों के तहत एक तरल के फिल्म उबलने के दौरान, गर्मी प्रवाह के मूल्य में परिवर्तन के साथ गर्मी हस्तांतरण गुणांक का मूल्य थोड़ा बदल जाता है।

वाष्प फिल्म के माध्यम से, संवहन और तापीय चालकता के कारण गर्मी के अलावा, उज्ज्वल गर्मी भी गुजरती है। इसलिए, फिल्म उबलने पर गर्मी हस्तांतरण गुणांक गर्मी विनिमय सतह के विकिरण, तरल सतह के विकिरण और वाष्प के विकिरण से प्रभावित होता है। जैसे-जैसे तरल का सुपरहीट बढ़ता है, रेडिएंट हीट ट्रांसफर का हिस्सा तेजी से बढ़ता है। गर्मी हस्तांतरण के दोनों रूप हैं संवहनी गर्मी हस्तांतरणऔर विकिरण - परस्पर एक दूसरे को प्रभावित करते हैं। यह स्वयं को इस तथ्य में प्रकट करता है कि विकिरण के कारण बनने वाली वाष्प वाष्प फिल्म की मोटाई और संवहन और तापीय चालकता के कारण गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता में इसी कमी की ओर ले जाती है।

फिल्म उबलने पर संतृप्त तरलहीटिंग सतह से निकाले गए ताप प्रवाह को न केवल वाष्प फिल्म की सीमा पर स्थित तरल परतों के वाष्पीकरण पर खर्च किया जाता है। निकाले गए ताप के कुछ भाग का उपयोग फिल्म में वाष्प को अत्यधिक गरम करने के लिए भी किया जाता है, क्योंकि फिल्म के अंदर वाष्प का औसत तापमान संतृप्ति तापमान से अधिक होता है।

एक सबकूल्ड तरल के फिल्म उबलने के दौरान, उबलती सतह से वाष्प फिल्म से गुजरने वाली गर्मी आंशिक रूप से संवहन द्वारा तरल के थोक में स्थानांतरित हो जाती है। तरल मात्रा में संवहन गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता उप-शीतलन और तरल परिसंचरण दर पर निर्भर करती है।

एक बार के माध्यम से बॉयलर में, प्रक्रिया पानी एक सबकूल्ड अवस्था में प्रवेश करता है, और सुपरहिटेड स्टीम के रूप में बाहर निकलता है। ऐसे बॉयलर में, जैसे भाप-पानी का मिश्रण बहता है, गर्मी हस्तांतरण गुणांक बदल जाता है: इनलेट सेक्शन में एकल-चरण प्रवाह के संवहन के नियमों के अनुसार; मध्यवर्ती खंड में बुलबुला शासन के संवहन और उबलने के नियमों के अनुसार; आउटलेट अनुभाग में फिल्म शासन के उबलने के नियमों के अनुसार। फिल्म उबलने के साथ, बुलबुला उबलने की तुलना में गर्मी हस्तांतरण बहुत कम होता है। हालांकि, उच्च दबाव पर निरपेक्ष मूल्यगर्मी हस्तांतरण महत्वपूर्ण हो जाता है। इसलिए, बॉयलर पाइप (सतह बर्नआउट) का कोई बर्नआउट नहीं है; इस मामले में भी हीटिंग सतह की स्थिति नियंत्रित रहती है।

गर्मी हस्तांतरण गुणांक लामिना गतिवी.पी. के अनुसार एक ऊर्ध्वाधर दीवार पर वाष्प फिल्म। इसाचेंको:

α \u003d 4 (λ 3 एनआर एन (ρ तथा − ρ एन) जी /(μ एन t एच)), डब्ल्यू/(एम 2 के),

t \u003d t n (जल संतृप्ति तापमान) और इंटरफ़ेस पर गति - W जीआर \u003d 0, स्थिर कारकसी = 0.667;

गति ढाल के साथ डीडब्ल्यूई= 0, अचर गुणनखंड C = 0.943।

पहले मामले में, तरल गतिहीन है, दूसरे मामले में, तरल का वेग इंटरफ़ेस पर वाष्प के वेग के बराबर है।

उबलने के दौरान वाष्प फिल्म की लामिना गति के लिए गर्मी हस्तांतरण गुणांक बाहरी सतह V.P के अनुसार क्षैतिज सिलेंडर इसाचेंको:

α \u003d 4 (λ 3 एनआर एन (ρ तथा − ρ एन) जी /(μ एन t d)), W/(m 2 K),

इस मामले में, सी क्रमशः 0.53 (तरल स्थिर है) और 0.72 के बराबर है (तरल का वेग इंटरफ़ेस पर वाष्प के वेग के बराबर है)।

वाष्प फिल्म की लामिना गति के दौरान गर्मी हस्तांतरण की निर्भरता थर्मल चालन द्वारा फिल्म क्रॉस सेक्शन पर गर्मी हस्तांतरण को ध्यान में रखती है। ऊष्मा अंतरण गुणांक (α p) के दीप्तिमान (विकिरणकारी) घटक को अलग से निर्धारित किया जाना चाहिए (खंड 7.3.4 देखें।)

डीए के अनुसार एक ऊर्ध्वाधर दीवार पर उबलने के दौरान वाष्प फिल्म की अशांत गति के दौरान गर्मी हस्तांतरण गुणांक। लाबुन्त्सोव:

α = (λ / एच) (जीआर पीआर) जी 1/3 डब्ल्यू / (एम 2 K),

जहां: जैसा कि फिल्म उबलने पर लागू होता है, फिल्म में वाष्प की गति को निर्धारित करने वाला बल g*(ρ .) के बराबर होता है तथा − ρ एन); स्थिर कारक सी = 0.25; भौतिक गुणवाष्प फिल्म के औसत तापमान का संदर्भ लें (जैसा कि सूचकांक "जी" द्वारा दर्शाया गया है)।

ग्राशॉफ मानदंड का रूप जीआर = (gl 3 /ν . है) एन 2)*(ρ तथा − ρ एन)/ρ तथा

निर्भरता पर लागू है (जीआर पीआर) जी ≥ 2 ⋅ 10 7 .