Кризисы теплообмена при пузырьковом и дисперсно-кольцевом режиме течения в парообразующих трубах. Кризисы кипения в условиях одностороннего обогрева.

Температурный режим парообразующей трубы при заданном обогреве определяется главным образом паросодержанием, массовой скоростью потока и давлением.

В парообразующих трубах могут возни­кать ухудшенные температурные режимы, со­провождающиеся значительным, иногда опас­ным для металла á температу­ры стенки. Различают ухудшенные темпера­турные режимы при пузырьковом и дисперс­но-кольцевом режимах течения.

При пузырьковом течении пароводяной смеси, хар–ся умеренным паросо­держанием, когда на стенке находится боль­шое количество жидкости (рис. 10.2,а), ее температура сохраняется на достаточно низ­ком уровне. Даже при интен­сивном обогреве она á температуру насыщения всего лишь на несколько десятков градусов.

По мере движения и обогрева на стенке образуется все большее количество пузырь­ков пара, которые затем, сливаясь друг с дру­гом, образуют сплошную паровую пленку, от­деляющую поток жидкости от обогреваемой стенки и резко ухудшающую теплоотдачу. Явление резкого ухудшения теплоотдачи при смене пузырькового режима кипения пленоч­ным называют кризисом кипения, а тепловую нагрузку, соответствующую этой смене режи­мов, — критической

С наступлением кризиса кипения á слой перегретого пара у теплообменной стенки, резко â коэф­фициент теплоотдачи и потому этот процесс сопровождается стремительным á температуры стенки. Обычно такой режим за­вершается разрывом парообразующей трубы. Описанная температурная характе­ристика парообразующей трубы наблюдается при больших тепловых нагрузках и значи­тельной толщине парового слоя у перегретой стенки при пузырьковом режиме кипения.

Дисперсно-кольцевая форма хар–­ся движением насыщенного, пара, в кото­ром капельки жидкости распределены в по­токе пара, а вдоль стенки течет водяная плен­ка (рис. 10.2,6). Для обогреваемой трубы на толщину водяной пленки сильное влияние оказывает интенсивность обогрева. Сплошная водяная пленка еще обеспечивает нормальный отвод теплоты от поверхности нагрева, благодаря чему темпе­ратура стенки поддерживается на допусти­мом уровне. С дальнейшим обогревом водяная пленка сначала утоня­ется вследствие выпаривания и срыва —на стенке остается микропленка. При определен­ной тепловой нагрузке микропленка разруша­ется, появляются отдельные островки и ру­чейки на стенке, число и размеры которых в процессе парообразования â. На стенке образуется сплошной паровой слой, а в ядре потока движется слабо перегретый пар, содержащий капли воды, концентрация которых по мере движения â. В этих ус–ях капли жидкости могут уже не достигать стенки. Кроме того, капля, по­падая в более горячую зону, испаряется. Уси­ление испарения с более горячей стороны (у стенки) выталкивает каплю в поток. Те­перь теплота передается ч/з сплошной па­ровой слой, резко â коэффициент теплоотдачи, а температура стенки соответст­венно резко á. Наступает кризис кипения. Этот кризис вызыва­ется сменой дисперсно-кольцевого течения дисперсным и полным высыханием пленки при высоком паросодержании потока. Кри­зис кипения с полным высыханием пленки может быть даже при малой тепловой нагруз­ке и сравнительно á коэффициенте теп­лоотдачи, так как в этом режиме течения поч­ти вся жидкая фаза превращается в пар. По­следний имеет большой удельный объем, и потому линейная скорость потока существен­но á. Кризис кипения, связанный с высыханием пленки, не приводит к столь значительному á температуры стен­ки (линия 2'-3'), как в предыдущем случае.