1.2.6. Теплопередача при кипении жидкостей

Кипением называется процесс испарения жидкости, при котором пар образуется в виде пузырьков в определенных местах (центрах) поверхности нагрева либо в виде сплошной пленки. Первый вид парообразования называется пузырьковым, или ядерным, второй – пленочным.

Теплоотдача при кипении жидкостей относится к числу особенно сложных процессов, поэтому до последнего времени никому из исследователей не удалось еще сделать теоретических обобщений, позволяющих надежно вычислять коэффициенты теплоотдачи для этого случая. На основании же опытных данных С.С.Кутателадзе [1] предложил формулу для определения этого коэффициента при пузырьковом кипении:

, (1.25)

где ρ_ж , ρ_п – плотности жидкости и пара, кг/м³;

р – давление над поверхностью пара, Па;

σ – коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;

v – кинематическая вязкость жидкости, м²/с;

α – коэффициент температуропроводности, м²/с;

q – тепловой поток, Дж/м^2.с;

r – скрытая теплота парообразования, Дж/кг;

g – ускорение свободного падения, м/с².

Часто этим уравнением (1.25) невозможно пользоваться из-за отсутствия необходимых данных при температурах кипения. Поэтому для расчетов применяют найденные опытным путем зависимости для различных жидкостей вида:

а= А₁рⁿ q^m, (1.26)

где А₁, n, m – константы, которые находят по справочникам,

р – давление,

q – плотность теплового потока.