Исследование ухудшения теплоотдачи в вертикальной подъемной трубе при неравномерном теплоотводе по периметру
В настоящее время известно большое количество исследований кризиса теплообмена в паро-генерирующих каналах. При этом подавляющее большинство работ выполнено при равномерном тепло-подводе по периметру.
Практический интерес представляет выполнение экспериментального исследования влияния неравномерности тепло-подвода на условия возникновения ухудшения теплоотдачи. Кроме этого, результаты такого исследования позволяют получить дополнительную информацию для объяснения и более глубокого понимания механизма кризиса кипения.
В опубликованных единичных работах, посвященных изучению кризисов кипения в каналах с неравномерным обогревом по периметру получены весьма противоречивые результаты.
Так, в работе в трубе с неравномерным обогревом по периметру получены существенно более высокие значения критических тепловых потоков, чем в равномерно обогреваемой трубе, а в работе [2] влияние неравномерности тепло-подвода на значения граничных паро-содержаний не обнаружено.
В работе не проводилось сравнения условий ухудшения теплоотдачи в равномерно и неравномерно обогреваемых трубах.
Следует отметить, что указанные исследования выполнены на трубах небольшой длины И < 100 и в весьма ограниченном диапазоне параметров.
В работе [4], проводившейся при одностороннем и круговом обогревах труб 0 30 мм, длиной 10,38 и 7,62 м, при давлении р ~ 18 МПа, массовых скоростях шр = 700; 1000; 1250; 1500 кг/(м2* с),тепловых нагрузках 200—950 кВт/м2 получено значительное увеличение критических тепловых потоков при неравномерном тепло-подводе по сравнению с равномерным. При этом характерной особенностью является необычно слабое влияние массовой скорости на граничные паро-содержаиия Хгр при неравномерном тепло-подводе. Абсолютные значения Хгр в опытах с равномерным обогревом существенно меньше, чем Хгр в трубе 0 40 мм, полученные в работе [5] при практически таких же условиях.
Указанные обстоятельства не позволяют дать однозначную оценку результатам исследования.
Настоящее исследование, выполненное в ЦКТИ в 1974— 1975 гг., проведено на участке из стали Х18Н10Т внутренним 0 20 мм и обогреваемой длиной 8025 мм. При этом выходная часть экспериментальной трубы длиной 5460 мм была изготовлена
из 14 сваренных между собой отрезков, имеющих поперечное сечение, приведенное на рис. 1. Входная часть участка выполнена из трубы 0 32X6 мм. Измерение температуры наружной поверхности осуществлялось 24 термопарами, установленными на лобовой и тыльной образующих трубы по ее длине.
Для более четкой фиксации момента ухудшения теплоотдачи в конце экспериментального участка были установлены термопары на расстоянии соответственно 35, 60 и 85 мм от контакта. При этом на расстоянии 85 мм до конца обогрева измерялась температура наружной поверхности по периметру в точках 1—4.