MeRSZ online
okoskönyvtár
Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.
Kazánok
2., javított kiadás
3.2. Forrás végtelen térben [3.1]
A végtelen térben kialakuló forrásnál a hőátadás folyamata a felület fűtésének nagyságától függően különböző szakaszokra osztható (3.2. ábra).
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_1961/#m713kaz_1961 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_1961/#m713kaz_1961)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_1961/#m713kaz_1961)
3.2. ábra. Az elgőzölgés szakaszai [3.1]: A – természetes konvekció, B – buborékos forrás kezdete (ONB,) C –buborékos forrás kis hőterhelésnél, C’ – buborékos forrás nagy hőterhelésnél, D – kritikus hőterhelés, E – átmeneti tartomány, F – filmelgőzölgés
Kis hőterhelésnél a fűtött felület felett természetes konvekció indul meg (A). A kialakuló határréteg vastagsága a megfigyelések szerint egyfázisú vízáramlásra
általában 0,1 mm. A hőátadási tényező vízszintes, sík felület felett Tishenden és Saunders szerint az
képletből számítható, ahol [m] a felület átmérője, az egyenletből kiejthető, [1/oC] a térfogati hőtágulási együttható, vízre =7,2 10-4 1/oC. Más felületekre és közegekre összefüggések az irodalomban [3.1] találhatók.
A buborékos forrás tartományában (B, C, C’) a gőzképződési középpont körül kialakuló viszonyokat részletesen a 3.3. ábra mutatja. A hőterhelés növelésével a falhőmérséklet növekedésnek indul. A legelső buborék annál a hőterhelésnél keletkezik, amelynél a határrétegben kialakuló hővezetésre jellemző hőmérséklet-eloszlás
a buborékos forrásra jellemző, a (3.6) képletből számítható hőmérséklet-eloszlás görbéjét érinti. Az ekkor kialakuló felhőmérséklet, a buborékos forrás megindulásához szükséges falhőmérséklet (ONB, Onset of Nucleate Boiling). Az ekkor keletkező buborék sugara . Ennek és a határréteg δ vastagságának viszonya a falbeli hőmérséklet-elosztástól is függ. Hsu szerint = 2, Han, Griffith szerint = 1,5.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_1971/#m713kaz_1971 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_1971/#m713kaz_1971)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_1971/#m713kaz_1971)
3.3. ábra. Hőmérséklet-eloszlás buborékos forrásnál [3.1]
Természetesen a hőbevezetés intenzitásának növelésével a termikus határréteg vastagsága is megnő. Ha a folyadék hőmérséklete a telítési hőmérséklettel azonos, elfogadott a = 2 arány figyelembevétele. Ez az előbbi 0,1 mm határréteg-vastagsággal 50 μm-es buborékokat eredményezne, ennek keletkezéséhez 1 oC túlhőmérséklet () is elégsége lenne. A valóságban 10–15 oC túlhőmérsékletre van szükség. A határréteg δ vastagsága, a forrás megindulásához szükséges falhőmérséklet és hőáram, illetve az kritikus érdesség-méret a (3.6) és (3.9) képletekből = 2 figyelembevételével meghatározható. A 3.3. ábráról az is látható, hogy a hőterhelés növelésével további – -nál nagyobb, illetve kisebb méretű – gőzképződési középpontok is aktivizálódnak.
A buborékos forrásra a falhőmérséklet
A hőátadási tényező számítására az irodalomban több összefüggés található. A legismertebbek Mihejev képletei [3.4]. Vízre a 0,2–100 bar nyomástartományban
illetve
Rohsenow összefüggése a felület minőségének hatását is figyelembe veszi [3.1]:
ahol
|
polírozott réz:
|
0,0128,
|
|
köszörült, polírozott acél:
|
0,0080,
|
|
teflonnal bevont acél:
|
0,0058,
|
|
savazott acél:
|
0,0133,
|
|
mechanikailag polírozott acél:
|
0,0132.
|
Foster–Zuber a buborékméret és a buboréknövekedési sebesség felhasználásával
képlettel javasolja a forrásra vonatkozó hőátadási tényező meghatározását. A képletben, vízre:
Bár a módszer alkalmazása egyszerűnek tűnik, a megbízhatóság érdekében ajánlott a (3.13) vagy a Stephan Preußer [3.18] által a vonatkoztatási állapotra javasolt
illetve a Stephan Abdelsalam [3.25] által kidolgozott
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_2005/#m713kaz_2005 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_2005/#m713kaz_2005)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_2005/#m713kaz_2005)
3.4. ábra. A buborékméret és a falhőmérséklet változása buborékos forrásnál [3.1]
A falhőmérséklet a buborékos forrás tartományában nem állandó, hanem a buborék alakjától függően változik. A buborék alakjának, méretének, illetve a falhőmérséklet nagyságának kapcsolatát a 3.4. ábra mutatja. A határrétegbeli gyors változások miatt a (3.9) képlet szerinti lineáris hőmérséklet-eloszlás nem tud kialakulni, a hőmérsékletprofil alakja a buborékleszakadástól mért idő függvényében változik. A buborékképződés csak akkor indul meg, amikor a tranziens folyadék-hőmérséklet a (3.6) egyenlet szerinti, egyensúlyi állapotra számítható hőmérsékletprofilt érinti (3.5. ábra). A buborékképződés megindulása utáni falhőmérséklet-csökkenés az intenzív hőelvonás hatására következik be. Miután a buborék a felültettől elemelkedett, a hőelvonás csökken, ami a falhőmérséklet növekedését idézi elő.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_2008/#m713kaz_2008 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_2008/#m713kaz_2008)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_2008/#m713kaz_2008)
3.5. ábra. Hőmérséklet-eloszlás buborékos forrásnál, átmeneti állapotban [3.1]
A kritikus hőfluxus (D) nagysága a Kutateladzétől származó
képlettel számítható, ha a folyadék telített állapotban van. Aláhűtött folyadéknál
ahol Ivey és Morris szerint
Az átmeneti tartományra (E) jelenlegi ismeretek szerint megbízható számítási összefüggésekkel nem rendelkezünk. Filmelgőzölgésnél (F) a hőátadás a határrétegen át történik. A buborékok a folyadékfázis határán – miután a felület szabálytalan, instabil – meghatározott távolságban () és időben követik egymást. A követési távolság, hullámhosszúság
Taylor szerint [3.30]
Filmelgőzölgés (F) esetén a hőátadási tényező végtelen térben történő forrásnál is a vízszintes csövekre vonatkozó összefüggés felhasználásával számítható [3.3]:
ahol
Ez Bromley szerint
A korrigált párolgáshő számítására Sadasivan és Lienhard [3.27] a következő összefüggést javasolja (a Jakob-szám – – képletében értékét elhagyva):
Az előbbi számításoknál az anyagjellemzőket a határréteg átlaghőmérsékletén kell figyelembe venni. Ha túl nagy a felületi hőmérséklet (300 °C felett [3.26]), a sugárzásos hőcserét is figyelembe kell venni. Ekkor
ahol
a sugárzásos hőátadási tényező. A képletben ε a fűtött felület emissziós tényezője.
Tartalomjegyzék
- Kazánok
- Impresszum
- Előszó a második kiadáshoz
- Bevezetés
- 1. Kazánok általános jellemzői
- 2. Kazántípusok általános ismerte
- 3. Kétfázisú hőátadás, áramlás fűtött felületen
- 3.1. A gőzképződés alapvető folyamatai [3.1]
- 3.2. Forrás végtelen térben [3.1]
- 3.3. Hőátadás és gőzfejlesztés csőben
- 3.4. A kétfázisú közeg áramlásának alapjai
- 3.1. A gőzképződés alapvető folyamatai [3.1]
- 4. Vízoldali folyamatok, vízelőkészítés, gőztisztaság
- 5. Hőtechnikai számítások
- 6. Füstgázoldali folyamatok, légtechnikai számítások
- 7. Gőzkazánok elemeinek szilárdsági számítása
- 8. A gőzkazánok üzemeltetése
- Függelék
- 1. függelék
- 2. függelék
- 3. függelék
- 4. függelék
- 5. függelék
- Szerkezeti anyagok
- a) Szerkezeti anyagok összetétele
- b) Hagyományos lemezanyagok folyáshatára [7.63]
- c) Növelt szilárdságú lemezanyagok folyáshatára [7.63]
- d) Jellemző dobanyagok tartamszilárdsága [7.63]
- e) Kamrák lemezanyagainak tartamszilárdsága [7.63]
- f) Rozsdamentes lemezanyagok folyáshatára [7.65]
- g) Rozsdamentes lemezanyagok tartamszilárdsága [7.65]
- h) Ötvözetlen, gyengén ötvözött csőanyagok folyáshatára [7.70]
- i) Ötvözetlen, gyengén ötvözött csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- j) Hagyományos csőanyagok folyáshatára [7.70]
- k) Hagyományos csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- l) Növelt szilárdságú csőanyagok folyáshatára [7.70]
- m) Növelt szilárdságú csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- n) Rozsdamentes csőanyagok folyáshatára [7.71]
- o) Rozsdamentes csőanyagok tartamszilárdsága [7.71]
- p) Korszerű anyagok folyáshatára [7.30], [7.74, 7.75, 7.76], [7.79, 7.80], [7.83]
- q) Korszerű anyagok tartamszilárdsága [7.25], [7.74, 7.75], [7.79, 7.80, 7.81, 7.82, 7.83]
- a) Szerkezeti anyagok összetétele
- Szerkezeti anyagok
- Irodalom
Kiadó: Akadémiai Kiadó
Online megjelenés éve: 2020
ISBN: 978 963 454 492 0
Háztartásokban, ipari üzemekben, erőművekben széleskörűen alkalmaznak tüzelőanyag elégetésével vagy más módon bevezetett hőmennyiség hőhordozó közeggel történő hasznosítására szolgáló berendezéseket: kazánokat. A könyv ezek tervezésének, üzemeltetésének, vizsgálatának szerteágazó konstrukciós, hőtechnikai, áramlástani, szilárdságtani, vegyészeti és más ismereteit foglalja össze, az egyetemi oktatásban és a gyakorlati életben is hasznosítható módon. Az elméletet élő gyakorlattal ötvözve elsősorban erőműi, ipari, távhőszolgáltató kazánokkal foglalkozik, de a folyamatokra, szerkezeti kialakításra, gyakorlati viselkedésre vonatkozó utalások kisebb berendezéseknél is alkalmazhatók.
Hivatkozás: https://mersz.hu/gerse-kazanok//
BibTeXEndNoteMendeleyZotero
gomb segítségével választhatsz, hogy fejezetről fejezetre lapozva vagy inkább folyamatosan görgetve olvasnád-e a könyvet.
