20.2. КОНДЕНСАЦИЯ НА СТРУЕ, ВТЕКАЮЩЕЙ В ПАРОВОЕ ПРОСТРАНСТВО С БОЛЬШОЙ СКОРОСТЬЮ

Условие отсутствия заметного изменения скорости струи на ее границе с паром выполняется только при малых относительных скоростях течения фаз. При больших скоростях трение струи о пар создает пограничный слой с сильно меняющимися скоростями. В таком слое коэффициент турбулентной теплопроводности становится переменным по сечению струи, и интенсивность теплообмена начинает резко возрастать.

Рис. 20.3. Зависимость условного коэффициента теплоотдачи от скорости истечения струи воды в паровое пространство

Г. Н. Абрамовичем и А. П. Проскуряковым была рассмотрена такого рода задача, причем в решении учитывалось термическое сопротивление только образующегося пограничного слоя в жидкой струе, но не ядра струи.

Полученное этими авторами решение «меет вид

    (20.2.1)

где

Значения функций приводятся ниже:

Это решение неприменимо при малых скоростях истечения струи и больших значениях К (т. е. при ), поскольку при этих условиях по формуле (20.2.1) а .

Н. М. Зингером были проведены опыты со струями, вытекаюшими в паровое пространство со скоростями 10—25 м/с. Измерения полей температур на различных расстояниях от сопла показали, что имеет место значительная деформация поля температур, связанная, в частности, с нарушением сплошности жидкой струи.

Как видно из рис. 20.3, опытные данные лежат между расчетами по формулам (20.1.8) и (20.2.1), поскольку первая из этих формул, относящаяся к малым скоростям, не учитывает интенсификации теплообмена в пограничном слое, а вторая — значительного термического сопротивления ядра струи.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамович Г. Н. Турбулентные свободные струи жидкостей и газов. М.—Л., Госэнергоиздат, 1948.

2. Вопросы теплообмена при изменении агрегатного состояния вещества. Сб. статей под общ. ред. С. С. Кутателадзе. М.—Л., Госэнергоиздат, 1953.

3. Кутателадзе С. С. Теплопередача при конденсации и кипении. М., Машгиз, 1952.