Кипение при вынужденой конвекции

Изменение среднемассовой температуры потока и стенки по длине парогенерирующего канала:

a) — длинный канал при малых и;

b) — при больших и

 

При вынужденной конвекции кипение имеет ряд особенностей, наиболее существенные из них — влияние характеристик потока на зависимость . Наиболее сильное влияние оказывают такие характеристики, как массовая скорость потока жидкости и паросодержание. При установившемся кипении движущейся в трубе жидкости, параметры среды (в первую очередь — паросодержание) изменяются вдоль потока, а вместе с ним сменяются режимы течения и теплоотдача.

 

В большинстве случае кипение в трубе можно упрощенно представить в виде трех зон (на примере кипения в длиной трубе при малых и ):

1. экономайзерный участок, в котором жидкость нагревается без кипения (A − B)
2. область кипения (испарительный участок), в которой происходит пузырьковое кипение (B − C − D − E)
3. область подсыхания влажного пара, в котором формируется дисперсионный режим течения и происходит осушение остающейся влаги в ядре потока (E − F − G)

 

 

 

Вопрос 17 Насыщенный пар и его свойства.

 

Насы́щенный пар — это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава.

 

Давление насыщенного пара связано определённой для данного вещества зависимостью от температуры. Когда внешнее давление падает ниже давления насыщенного пара, происходит кипение (жидкости) или возгонка (твёрдого тела); когда оно выше — напротив, конденсация или десублимация.

 

Если жидкость находится в открытом сосуде, то испарение преобладает конденсацией и количество жидкости называется ненасыщенным

 

Свойства

 

1. Свойства насыщенного пара зависят от рода жидкости. При одинаковой температуре они больше у той, которая быстрее испаряется

2. Давление плотность пара зависят от температуры.

С ростом температуры увеличиваются / насыщенный пар

Давление насыщенного пара при нагревании за счет увеличения скорость движется молекул и их концентрации. При нагревании идеального газа растет только скорость молекул, потому давление насыщенного пара с повышением температуры увеличивается более резко, чем давление идеального газа.

1. Давление насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от объема.

При изотермическом сжатии насыщенный пар частично конденсируется. Поскольку одновременных уменьшаются и число молекул пара, и его объем, концентрации молекул, а следовательно, и давление пара остается неизменным

.

При расширении насыщенного пара часть жидкости испаряется. При этом одновременно и увеличивается число молекул пара, и его объем. А концентрация молекул и давления остаются неизменными.

 

Для данной жидкости при данной температуре давление насыщенного пара есть величина постоянная.

 

Законы идеального газа к насыщенному пару применять нельзя т.к. его масса при ходе из одного состояния в другое изменяется

 

 

Вопрос 18 Влажность воздуха. Точка росы. Приборы определения влажности воздуха.

 

Влажность — показатель содержания воды в физических телах или средах. Для измерения влажности используются различные единицы, часто внесистемные.

 

Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли, одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

 

Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объёму в высоких широтах до 2,5 % в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мбар (иногда лишь сотые доли мбар) и летом ниже 5 мбар; в тропиках же она возрастает до 30 мбар, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5—10 мбар.

 

Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 м³ воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха.

Обычно используемая единица абсолютной влажности — грамм на метр кубический, г/м³

 

Относительная влажность воздуха (φ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Она также определяется как отношение парциального давления водяного пара в газе к равновесному давлению насыщенного пара.

 

очкой росы при данном давлении называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

 

На приведённой диаграмме представлено максимальное содержание водяного пара в воздухе на уровне моря в зависимости от температуры. Чем выше температура, тем выше равновесное парциальное давление пара.

 

Температура точки росы - это температура при которой вся находящаяся в воздухе/материале влага превратится в воду (конденсируется).

 

Точка росы определяется относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.

 

Формула для приблизительного расчёта точки росы в градусах Цельсия (только для положительных температур):

T = температура в градусах Цельсия,

RH = относительная влажность в объёмных долях (0 < RH < 1.0),

ln — натуральный логарифм.

 

Относительная влажность газа равна отношению действительной влажности газа к его максимально возможной влажности, соответствующей насыщению при данной температуре.

Психрометр типа ПБ-1. Психрометр состоит из корпуса 3, на котором закреплены два одинаковых ртутных термометра Баллон одного термометра 1 (обычно левого) «сухой», а баллон другого 2 обернут батистом или марлей Конец ткани опускают в стаканчик с водой 4 Благодаря гигроскопичности ткани вода из стаканчика поднимается и смачивает баллон По психрометрической разности и показанию «сухого» термометра, пользуясь специальными таблицами или номограммами, определяют относительную влажность воздуха

Аснирационные психрометры служат для измерения влажности и температуры воздуха в стационарных и походных условиях.

Промышленностью выпускаются аснирационные психрометры типа MB 4M с механическим приводом вентилятора и М 34 с электродвигателем. Пределы шкалы термометров от —31 до +51° С Цена деления термометров 0,2° С Диапазон измерения относительной влажности 10—100% при температуре от —10 до +40° С

Гигрограф М-32 отличается от гигрографа М-21 конструкцией чувствительного элемента, которая представляет собой круглую мембрану, изготовленную из специально обработанной гигроскопической органической пленки, с жестким центром, служащим для соединения ее с механизмом прибора. При увеличении относительной влажности воздуха прогиб мембраны увеличивается и стрелка с пером передвигается вверх, а при уменьшении — опускается вниз.

 

 

Вопрос 19 Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярность.

Жи́дкость — одно из агрегатных состояний вещества. Основным свойством жидкости, отличающим её от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объём.

 

Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом: газ не сохраняет ни объём, ни форму, а твёрдое тело сохраняет и то, и другое.

 

Форма жидких тел может полностью или отчасти определяться тем, что их поверхность ведёт себя как упругая мембрана. Так, вода может собираться в капли. Но жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохранение формы (внутренних частей жидкого тела).