Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии

При кипении насыщенной жидкости паровая пузырь, которая развилась из жизнеспособного зародыша, растет на поверхности нагрева до определенного размера, достигнув которого отрывается от твердой поверхности и уходит,

выталкивая некоторое количество перегретой жидкости. Освободившееся пузырем объем заполняется новыми порциями более холодной жидкости, далее происходит ее нагрев, в результате чего возобновляются температурные условия, обеспечивающие образование нового зародыша с последующим ростом паровой пузырьки. Этот процесс с определенной периодичностью, которая характеризуется частотой f отрыва пузырька от поверхности нагрева.

Время полного цикла τ от отрыва данной пузырьки к отрыву следующей состоит из времени существования пузырьки на поверхности нагрева от момента его зарождения до отрыва τ1 и времени ожидания τ2, в течение которого происходит восстановление температурных условий, которые необходимы для возникновения нового зародыша. Таким образом, в общем случае τ = τ1 + τ2, а f = 1 / τ = 1 / (τ1 + τ2). Размер пузырька при ее отрыве от твердой поверхности характеризуется отрывным диаметром d в сферы, объем которой равен объему пузырьки, оторвалась, так что форма пузыря в момент отрыва отклоняется от сферической.

Скорость роста пузырьки в данный момент R '= dR / dτ (где R - текущий радиус), изменение ее размера и формы, периоды τ, τ1, τ2, отрывной диаметр d в, частота отрыва f и произведение dвf, представляющий собой среднюю скорость роста паровой пузырьки w'' за период τ, являются внутренними характеристиками процесса пузырькового кипения, специфическими характеристиками этого процесса. При анализе вопроса о закономерностях теплообмена при кипении важное значение имеют такие внутренние характеристики, как d в, f и особенно dвf.

При решении задачи о теплообмен при кипении на реальных поверхностях нагрева достаточного размера нельзя ограничиться характеристиками одиночных пузырьков, а необходимо вводить в рассматриваемых характеристик ансамбль возникших на этой поверхности пузырьков - усредненные для ансамбля отрывные диаметры, частоты отрыва и средние скорости роста паровых пузырей.

Теоретическое решение задачи о отрывной диаметр паровой пузырьки в ее общей и корректной постановке представляет большие трудности. Во время роста паровой пузырьки происходит изменение не только ее объема, но и формы. При достижении определенного размера пузырьки ее форма становится неустойчивой. Незначительные раздражения, в том числе даже симметричные оси, могут вывести ее из равновесного состояния и привести к изменению формы, замыканию межфазной границе жидкость - пар и отрыв пузырька или от твердой поверхности, или от парового слоя, который оставляет пузырек, оторвалась от поверхности. Промежуток времени τ 'между началом потери устойчивости формы пузырем, к ее отрыва очень мал, но конечный. Но из-за непродолжительности τ 'и трудностей его определения τ' обычно включают в периода роста τ1 и отдельно не учитывают.

Приведенные ранее методы решения задачи о скорости роста паровой пузырьки основываются на том представлении, что форма пузыря остается во время ее роста подобной исходной формы (сферического сегмента). Они не содержат формул связи между объемом и формой пузыри во время ее роста, о потере устойчивости, об условиях замыкания границе жидкость - пар и о мгновении отрыва пузырька.

Задача о форме пузыря, растет и отрывается, достаточно сложна даже в самой простой статической постановке для симметричной относительно вертикальной оси формы пузыри. Известны по теории капиллярности уравнения, которые определяют форму поверхности пузырька или капли, полученные на основании равновесия сил. В статической задачи рассматриваются только подъемная архимедова сила и сила поверхностного натяжения. Даже в этом сравнительно простом случае для равновесной формы неподвижной в месте контакта с гладкой поверхностью пузырьки при данном угле смачивания θ получает достаточно сложное дифференциальное уравнение



ПОДПИШИСЬ!

Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии