Режимы кипения жидкости

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 16:13 | 15.03.2013 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Режимы кипения жидкости. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Различают следующие режимы, при которых происходит непосредственное кипение жидкости: кипение на твердой поверхности теплообмена (к ней извне подводится теплота), кипение в объеме жидкости.

При кипении на твердой поверхности формирование паровой фазы будет осуществляться в отдельных местах данной поверхности. В случае объемного кипения, возникновение паровой фазы будет происходить в самопроизвольном порядке (то есть, спонтанным образом) непосредственно в жидкости в форме отдельных паровых пузырьков.

Рисунок 3. Явление превращения жидкости в пар.

Объемное кипение становится возможным исключительно в случае более значительного перегрева жидкой фазы относительно температуры насыщения (при данном давлении), сравнительно с кипением на твердой поверхности. Значительный перегрев возможен, например, если давление будет быстро сброшено в системе. Объемное кипение становится возможным, в свою очередь, при условии присутствия в жидкости внутренних источников тепла.

В современной энергетике зачастую можно встретить процессы кипения на твердых поверхностях нагрева (например, стенки каналов, поверхности труб и пр.).

Замечание 1

Рисунок 4. Коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении.

Для того, чтобы возник процесс кипения, потребуется соблюдение двух условий: наличие факта перегрева жидкости в отношении температуры насыщения и присутствие центров парообразования.

Перегрев жидкости будет максимальным непосредственно у обогреваемой поверхности теплообмена, на которой также будут находиться центры парообразования (неровности стенки, пузырьки воздуха, пылинки и пр.) Образование пузырьков пара по этой причине осуществляется непосредственно на поверхности теплообмена.

В процессе пленочного кипения насыщенной жидкости происходит расход теплового потока не только на испарение, но также и на перегрев пара в пленке. В случае пленочного кипения недогретой жидкости, будет фиксироваться передача части теплоты в объем жидкости за счет конвекции.

Интенсивность теплоотдачи в процессе пленочного кипения оказывается существенно меньше, если сравнивать с пузырьковым. Пленочное кипение наблюдается:

• в момент закалки закалке металлов в жидкой среде;
• в перегонных аппаратах быстрого действия;
• в момент кипения криогенных жидкостей;
• в процессе охлаждения ракетных двигателей.

Первые научные работы о характеристиках неньютоновских жидкостей появились еще в 50-х годах прошлого столетия и были непосредственно связаны со стремительным развитием бионики, биомеханики, биогидродинамики и пищевой промышленности. Широкое применение нанопорошковых и полимерных присадок в целом ряде сложных задач гидродинамики на сегодняшний день вновь вызвало небывалый интерес к неньютоновским жидкостям.

Рисунок 1. Примеры неньютоновской жидкости.

Самым известным и распространенным примером указанных элементов являются зыбучие пески. Зыбучие пески крайне опасны тем, что они способны засасывать в себя абсолютно все, что в них попадает. Стань на такой песок - и начнешь сразу тонуть в нем, однако если же быстро и сильно ударить по зыбучему песку, то он на мгновенье затвердеет.

Определение 1

Реология также рассматривает действующие на материальное тело механические напряжения и вызываемые в результате этого эффекта деформации.

Термин "реология" ввёл выдающийся американский физик-теоретик Юджин Бингам. Официально данное определение было учреждено на 3-м симпозиуме по пластичности на территории США в 1929 году, однако отдельные положения реологии устанавливались задолго до этого.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Режимы кипения жидкости, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.