Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego
|
|
- Maciej Lisowski
- 8 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego 2 Tadeusz Bohdal Politechnika Koszalińska 1. Wstęp Przeprowadzone w ostatnich latach badania wykazują, Ŝe ośrodki dwufazowe wykazują interesujące własności falowe [2,5,6,7]. Wywierają one równieŝ wpływ na proces wrzenia a szczególnie na jego rozpoczęcie, rozwój, zanik i zakończenie. Jest to szczególnie istotne w przypadku wystąpienia zerowego kryzysu. W celu wyjaśnienia zjawiska wrzenia z punktu widzenia dynamiki procesu, niestabilności, wzajemnego oddziaływania faz i tworzenia się róŝnych struktur przepływu dwufazowego potrzebne są pomiary zmian parametrów układu w czasie i na długości kanału. Powstały obecnie warunki szerszego niŝ dotychczas wprowadzenia komputerowych systemów rejestracji i przetwarzania danych pomiarowych [1,3]. Pozwala to niewątpliwie na lepsze rozpoznanie zjawisk towarzyszących procesowi wrzenia pęcherzykowego w przepływie. Aby zainicjować proces wrzenia naleŝy uzyskać dostatecznie duŝe przegrzanie zarodków pary i pobudzić je do produkcji pęcherzyków parowych. Wymagane jest przekroczenie tak zwanego progu aktywności zarodka. Aktywizacja i dezaktywizacja zarodków parowych na ogrzewanej ściance nie następuje jednak przy tym samym przegrzaniu, lecz z pewnym opóźnieniem. Zjawisko to nosi nazwę histerezy nukleacji i jest przyczyną występowania zerowego kryzysu wrzenia, podczas którego następuje zamiana mechanizmu wymiany ciepła z konwekcji w układzie jednofazowym cieczy na wrzenie pęcherzykowe [4]. Towarzyszy temu gwałtowny spadek temperatury powierzchni wymiany ciepła, przy zachowaniu nie zmienionej temperatury płynu w dalszej odległości od ścianki oraz przy zachowaniu stałej wielkości gęstości strumienia ciepła. Zanik wrzenia przebiega łagodnie. Wraz ze zmniejszaniem przegrzania ogrzewanej powierzchni następuje sukcesywne ograniczanie generacji pęcherzyków paro-
2 Tadeusz Bohdal wych. Zjawisko to nosi nazwę histerezy wymiany ciepła, przy czym towarzyszy mu histereza oporów przepływu. Istnieją wszelkie przesłanki (uzasadnione równieŝ wcześniejszymi badaniami autora), aby postawić hipotezę, Ŝe zjawisko zerowego kryzysu wrzenia w przepływie posiada charakter falowy. Pierwsze pęcherzyki pary powstają w miejscu największego przegrzania cieczy, to jest na końcu ogrzewanego kanału. Rozwój wrzenia następuje w postaci tzw. frontu wrzenia, który przemieszcza się w kierunku przeciwnym do przepływu czynnika z prędkością zaleŝną od przegrzania cieczy przy ogrzewanej ściance. Zanik wrzenia następuje odwrotnie to znaczy najwcześniej zanika na początku ogrzewanego kanału i sukcesywnie postępuje zgodnie z kierunkiem przepływu czynnika. 2. Cel badań i stanowisko pomiarowe Celem badań eksperymentalnych było jakościowe i ilościowe potwierdzenie moŝliwości zachodzenia rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego w ogrzewanym kanale w granicach pętli histerezy wymiany ciepła i oporów przepływu. Istotnym było równieŝ poznanie właściwości zjawiska dla nowych proekologicznych czynników chłodniczych stanowiących obecnie zamienniki wycofywanych freonów. Badania eksperymentalne przeprowadzono na stanowisku pomiarowym, którego szczegółowy opis zamieszczono w pracach [1,3]. 3. Wyniki badań i ich analiza 3.1. Zerowy kryzys wrzenia Badanie klasycznego zjawiska zerowego kryzysu wrzenia w przepływie proekologicznych czynników chłodniczych R134a i R123 przeprowadzono w zakresie: gęstości strumienia ciepła q = 3 kw/m 2, gęstości strumienia masy (wρ) = 2 12 kg/(m 2 s) oraz ciśnienia absolutnego p =,1 1 MPa. Podczas badań zmieniano gęstość strumienia ciepła q (lub strumienia masy (wρ)) przez zwiększanie lub zmniejszanie tych wielkości. Na rys. 1 przedstawiono wyniki badań dla czynnika R134a uzyskane drogą wzrostu i spadku strumienia ciepła q. ZauwaŜa się nie tylko pętlę histerezy wymiany ciepła i obniŝenie temperatury ścianki podczas rozpoczęcia wrzenia pęcherzykowego, ale równieŝ towarzyszącą jej histerezę oporów przepływu. Proces wrzenia rozpoczynał się podobnie jak dla freonów na końcu ogrzewanego kanału i etapami, skokowo przemieszczał się w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu czynnika. Świadczyło to o wyraźnych znamionach falowego charakteru zjawiska zerowego kryzysu wrzenia. 3 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
3 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego q [kw/m 2 ] q [kw/m 2 ] R134a (wρ)=58 kg/m 2 s Ts = 2 C TF1 =,6 C z=,3 kanał poziomy 2 2 R134a (wρ)=58 kg/m 2 s Ts = 2 C TF1 =,6 C kanał poziomy wrzenie wrzenie 1 1 konwekcja konwekcja 5 1 T=T w -T F p [N/m 2 ] Rys. 1. Histereza wymiany ciepła i oporów przepływu dla czynnika R134a Fig. 1. Heat transfer and pressure drop hysteresis for refrigerant R134a Na rysunku 1a moŝna zauwaŝyć przebieg zjawiska wrzenia w dwóch etapach, zaś na rys. 1b w trzech etapach. Rys. 2 przedstawia histerezę wymiany ciepła dla czynnika R134a uzyskaną na drodze zmian gęstości strumienia masy i ciśnienia w kanale. (wρ) [kg/m 2 s] p [MPa] R134a q=1645 W/m 2 Ts = 4,3 C TF1 = 9,7 C z=,2 kanał pionowy,37 R134a q=1923 W/m 2 Ts = 6,9 C,35 (wρ)=47 kg/m 2 s z=,3m kanał poziomy,33 konwekcja 8 konwekcja,31 6,29 4 wrzenie 2,27,25 wrzenie T=T w -T F T=T w -T F Rys. 2. Histereza wymiany ciepła dla czynnika chłodniczego R134a uzyskana na drodze zmian gęstości strumienia masy i ciśnienia w kanale Fig. 2. Heat transfer hysteresis for refrigerant R134a obtained by changes of mass flux density and pressure in the channel Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 31
4 Tadeusz Bohdal 3.2. Rozwój wrzenia wywołany obniŝeniem ciśnienia w kanale Dalsze badania eksperymentalne dotyczyły rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego w przepływie oraz towarzyszących im zjawisk. Wywołanie rozwoju wrzenia w ogrzewanym kanale wymaga spełnienia określonych warunków, w tym odpowiednio duŝego przegrzania cieczy oraz istnienia zarodków pęcherzyków parowych. W badaniach eksperymentalnych stworzono warunki do rozpoznania i opisu tych zjawisk. Zastosowano następujące sposoby wywołania wrzenia w przepływie: obniŝanie ciśnienia, obniŝanie gęstości strumienia masy czynnika chłodniczego oraz zwiększanie gęstości strumienia ciepła na ściance kanału rurowego. Dotychczas praktykowane sposoby quasistatycznego oddziaływania na zmiany powyŝszych parametrów (najczęściej opisywane w literaturze) zastąpiono oddziaływaniem o charakterze dynamicznym. Na stanowisku istniała moŝliwość prowadzenia obserwacji zjawisk w procesie rozwoju i zaniku wrzenia (rys. 3). Rys. 3. Przykład obserwacji rozwoju wrzenia pęcherzykowego w kanale: czynnik R134a; (wρ)=615kg/m 2 s; q=15,1w/m 2 ; p 1 =,51Mpa; p=,13mpa Fig. 3. Visualisation of development of bubbly boiling in channel flow; refrigerant R134a; (wρ)=615kg/m 2 s, q=15.1w/m 2, p 1 =.51MPa, p=.13mpa Parametry czynnika przed rozpoczęciem wrzenia w kanale dobrano tak, aby w kanale (pionowym lub poziomym) występował przepływ cieczy przechłodzonej o kilka Kelwinów w odniesieniu do temperatury nasycenia. Gęstość strumienia ciepła doprowadzanego do ścianki kanału oraz gęstość strumienia masy czynnika w kanale były zbliŝone do wartości, przy których następuje rozwój wrzenia pęcherzykowego w kanale. Następnie obniŝano ciśnienie do takiej wartości, aby wywołać chwilowe ale dostatecznie duŝe przegrzanie cieczy w kanale umoŝliwiające rozwój procesu wrzenia. Impuls obniŝonego ciśnienia wywołany za odcinkiem pomiarowym przemieszczał się w kierunku przeciwnym do przepływu cieczy i powodował rozwój wrzenia w kanale. Powstające pęcherzyki pary odrywały się sukcesywnie od ogrzewanej ścianki i przemiesz- 32 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
5 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego czały w głąb rdzenia przepływu tworząc mieszaninę dwufazową. Spadkowi ciśnienia w kanale (przy stałej gęstości strumienia ciepła doprowadzanego do ścianki kanału i gęstości strumienia masy w kanale) i rozwojowi procesu wrzenia towarzyszyło obniŝenie temperatury ścianki. Było ono wynikiem wzrostu intensywności wymiany ciepła wywołanej powstawaniem pęcherzyków pary na ogrzewanej powierzchni. Przemieszczanie się impulsu obniŝonego ciśnienia i temperatury ścianki miało charakter falowy. Prędkość fali ciśnieniowej v p i temperaturowej v T określano na podstawie analizy zmiany w czasie ciśnienia i temperatury na długości kanału. Przykłady wyznaczania prędkości v p i v T przedstawiono na rys. 4 i 5.,283,2825,282 p[mpa] p 1 KW,2815,281,285 KW p 2,28 t p,2795 czas[s],279,27,28,3,29,5,3,7,31,9,32 1,1 1,3,33,34 1,5,3 1, Rys. 4. Zmiany ciśnienia p podczas rozwoju wrzenia pęcherzykowego w kanale; czynnik R123, q = 13,85 kw/m 2 ; (wρ) = 445 kg/m 2 s; Φ 1 =,5; t p czas przemieszczania się impulsu ciśnienia wywołującego rozwój wrzenia Fig. 4. Changes of pressure p during development of bubbly boiling in channel flow; refrigerant R123, q = kw/m 2, (wρ) = 445 kg/m 2 s, Φ 1 =,5; τ p time of propagation of the pressure wave giving rise to boiling Rysunek 4 przedstawia zmianę ciśnienia w czasie na dopływie i wypływie czynnika z kanału pomiarowego a rys. 5. zmianę temperatury w pięciu przekrojach pomiarowych na długości kanału. Na podstawie rys. 4 stwierdzono, Ŝe czas przepływu impulsu obniŝonego ciśnienia jest ograniczony i w tym przypadku wynosi około 15 milisekund na długości,9 m (odległość umieszczenia czujników pomiaru ciśnienia). Oznacza to, Ŝe prędkość przemieszczenia się Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 33
6 Tadeusz Bohdal zaburzenia wywołującego proces wrzenia wynosi v p 6 m/s. Nie oznacza to jednak, Ŝe front wrzenia przemieszczał się z taką prędkością (prędkość ta była mniejsza). Wskazują na to zmiany temperatury na długości kanału pomiarowego (rys. 5). Rozmieszczone wzdłuŝ ogrzewanego kanału czujniki termoelektryczne zarejestrowały przemieszczanie się zmian temperatury ścianki na długości,5 m w czasie około 17 milisekund. Prędkość przemieszczania się frontu wrzenia określana prędkością v T zmiany temperatury ścianki wynosiła więc około v T 2,9 m/s. 63,5 T [ C] 63, 62,5 T w5 T w4 62, 61,5 T w3 61, 6,5 T w2 6, t T 59,5 T w1 czas[s] 59,,6,65,2,7,4,75,6,8,85 1,,9 1,2,95 1,4 1, 1,6 1,5 1,8 1,1 2, Rys. 5. Zmiany temperatury czynnika i ścianki kanału T w podczas rozwoju wrzenia pęcherzykowego w kanale; czynnik R123; q = 13,85 kw/m 2 ; (wρ) = 445 kg/m 2 s; Φ 1 =,5; t T czas przemieszczania się frontu wrzenia Fig. 5. Change of wall temperature T w during development of bubbly boiling in channel flow; refrigerant R123, q = kw/m 2, (wρ) = 445 kg/m 2 s, t T time of propagation of the boiling front in the channel W podobny sposób wykonano badania w warunkach, gdy do odcinka pomiarowego dopływała mieszanina dwufazowa o strukturze pęcherzykowej i temperaturze nasycenia. Przed rozpoczęciem pomiarów zwiększano quasistatycznie strumień ciepła doprowadzany do ścianki kanału, nie wywołując w nim wrzenia powierzchniowego. Wrzenie pęcherzykowe występowało tylko w rdzeniu przepływu. Następnie obniŝano ciśnienie czynnika w kanale, wywołując rozwój wrzenia powierzchniowego. Uzyskano podobne efekty, jak dla rozwoju wrzenia w przepływie cieczy. 34 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
7 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego W wyniku przeprowadzonych pomiarów stwierdzono, Ŝe prędkość v p przemieszczania się impulsu obniŝonego ciśnienia p wywołującego rozwój wrzenia w kanale zaleŝała przede wszystkim od stopnia zapełnienia Φ czynnika chłodniczego. Przy zerowych wartościach stopnia zapełnienia (Φ =) prędkość v p wynosiła około 2 m/s. Wraz ze wzrostem wielkości Φ prędkość gwałtownie malała do kilkunastu metrów na sekundę (dla Φ =,4,5). Na rys. 6 przedstawiono wyniki pomiarów dla czynnika chłodniczego R123 w postaci zaleŝności prędkości v p przemieszczania się impulsu obniŝonego ciśnienia wywołującego rozwój wrzenia w kanale od stopnia zapełnienia Φ czynnika chłodniczego. Front wrzenia powstający na ogrzewanej ściance przemieszczał się ze znacznie mniejszą prędkością v T. Były to wartości rzędu kilku metrów na sekundę i mniejsze. Wartość prędkości v T zaleŝały od wielkości impulsu spadku ciśnienia p i stopnia zapełnienia Φ. Na rys. 7 przykładowo przedstawiono zaleŝność prędkości przemieszczania się frontu wrzenia v T od spadku ciśnienia p czynnika R134a. Przy obniŝaniu ciśnienia czynnika w kanale następował spadek temperatury T s nasycenia czynnika. Powodowało to chwilowy wzrost stopnia przegrzania cieczy T s, do momentu rozpoczęcia wrzenia. Szczególnie duŝe przegrzanie następuje na ogrzewanej ściance kanału. Przy gwałtownym obniŝaniu ciśnienia chwilowe lokalne przegrzanie T s osiągało znaczne wartości. W przeprowadzonych badaniach rejestrowano lokalne chwilowe przegrzania rzędu 4 5 K. KaŜdorazowo uzyskiwano krytyczne przegrzanie cieczy, aby zainicjować proces wrzenia, czyli przekroczyć próg aktywności zarodków pary. Wzrost przegrzania cieczy sprzyjał wzmoŝonej aktywacji zarodków wrzenia, co objawiało się wyŝszą prędkością przemieszczania się frontu wrzenia. Na rys. 8 przedstawiono zaleŝność prędkości przemieszczania się frontu wrzenia v T od chwilowego lokalnego przegrania cieczy T s na ogrzewanej ściance. Podczas rozwoju wrzenia powierzchniowego w układzie dwufazowym prędkości v T zmieniały się w granicach od 1 3 m/s, przy lokalnych chwilowych przegrzaniach cieczy od 5 15 K. Gdy rozwój wrzenia powierzchniowego następował w układzie jednofazowym (ciecz) wówczas prędkości v T były o około 5% wyŝsze, w porównywalnym zakresie przegrzania cieczy. W tym przypadku udało się uzyskać znacznie wyŝsze lokalne przegrzania cieczy rzędu 5 6 K i wtedy wartość prędkości v T dochodziła do około 6 m/s. Występujące opóźnienie w rozwoju wrzenia powierzchniowego naleŝy tłumaczyć, między innymi, wpływem pojemności cieplnej czynnika w podwarstwie przyściennej i ścianki ogrzewanego kanału. Niezbędne przegrzanie ścianki i cieczy w warstwie przyściennej uzyskiwane jest w skończonym przedziale czasu zaleŝnym od grubości i rodzaju materiału ścianki kanału. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 35
8 Tadeusz Bohdal 3 v p [m/s] ,1,1,2,3,4,5 φ,6 Rys. 6. ZaleŜności prędkości v T przemieszczania się sygnału obniŝonego ciśnienia p od stopnia zapełnienia Φ; czynnik R123; (wρ)=3 6 kg/m 2 s, q=6 2kW/m 2, p=,14 3,2MPa Fig. 6. Relationship between the propagation velocity of the decreased pressure impulse v p giving rise to boiling and the void fraction Φ; refrigerant R123; (wρ)=3 6 kg/m 2 s, q=6 2kW/m 2, p= MPa 8 7 v T [m/s] W- W K - W 1 p [bar],1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Rys. 7. ZaleŜność prędkości v T przemieszczania się frontu wrzenia od spadku ciśnienia p dla czynnika chłodniczego R134a; (wρ) = kg/(m 2 s), q = 6 12 kw/m 2, p =,2,4 MPa; K-W rozwój wrzenia w układzie jednofazowym (w cieczy), W-W rozwój wrzenia w układzie dwufazowym Fig. 7. Dependence of the boiling front propagation velocity v T on pressure drop; refrigerant R134a; (wρ) = kg/(m 2 s), q = 6 12 kw/m 2, p =,2,4 MPa; K-W development of bubbly boiling in one-phase flow (liquid), W-W development of bubbly boiling in two-phase flow 36 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
9 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego 7 v T [m/s] T s [K] 6 Rys. 8. ZaleŜność prędkości przemieszczania się frontu wrzenia v T od wartości chwilowego lokalnego przegrania cieczy T S na ogrzewanej ściance czynnik R123; (wρ)=3 6 kg/m 2 s, q= 6 2 kw/m 2, p=,14 3,2MPa Fig. 8. Dependence of the boiling front propagation velocity v T on instantaneous local liquid superheat T S at the heated wall; refrigerant R123; (wρ)= 3 to 6 kg/m 2 s, q= 6 to 2 kw/m 2, p=.14 to.32 MPa 6 v T [m/s] v p [m/s] Rys. 9. ZaleŜność prędkości przemieszczania się frontu wrzenia v T od prędkości impulsu ciśnienia wywołującego proces wrzenia powierzchniowego w kanale v p ; czynnik R123; (wρ)=3 6 kg/m 2 s, q=6 2 kw/m 2, p=,14 3,2MPa Fig. 9. Dependence of the boiling front propagation velocity v T on the propagation velocity of the pressure drop giving rise to surface boiling in the channel v p ; refrigerant R123; (wρ)= 3 to 6 kg/m 2 s, q= 6 to 2 kw/m 2, P=.14 to.32 MPa Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 37
10 Tadeusz Bohdal Uzyskane wyniki badań pozwoliły na opracowanie zaleŝności eksperymentalnych opisujących rozwój wrzenia pęcherzykowego w kanale rurowym. Prędkość v p przemieszczania się zaburzeń ciśnienia związana jest ze spadkiem ciśnienia p i z lokalnym chwilowym przegrzaniem cieczy T s. Na podstawie analizy wymiarowej uzyskano następującą zaleŝność: gdzie: gdzie: ( 1 y) ( 1 Φ) 4,21 1,5 Re = 2,2 1 Eu B (1) v p d Re = ' ν - liczba Reynoldsa, (2) p Eu = ρ ' '2 w - liczba Eulera, (3) w = T -współczynnik, (4) n B T T w = T w -T s, T n = T s -T F. (5) W równaniu (1) wprowadzono zmodyfikowane liczby kryterialne: liczbę Reynoldsa Re (2) i Eulera Eu (3) oraz bezwymiarowy współczynnik B podany wzorem (4). W zapisie zmodyfikowanej liczby Reynoldsa Re występuje prędkość v p. Z kolei wielkość spadku ciśnienia p ujmuje zmodyfikowana liczba Eulera Eu. Współczynniki liczbowe oraz wykładniki potęg w zaleŝności (1) uzyskano drogą dopasowania oraz porównania wyników obliczeń i badań eksperymentalnych. Stwierdzono, Ŝe 89% wyników obliczeń i pomiarów mieściło się w granicach znacznego rozrzutu ± 5%. NaleŜy jednak mieć na uwadze, iŝ rozpatrywane zagadnienia dotyczą równowagi metastabilnej układu dwufazowego a zjawiska zachodzą w granicach pętli histerezy wymiany ciepła i oporów przepływu [3] co tłumaczy ten znaczny przedział zmienności.. W podobny sposób wyznaczono zaleŝność określającą prędkość v T przemieszczania się frontu wrzenia, której wielkość ujmuje zmodyfikowana liczba Pecleta Pe: 4 Pe = 1,1 1 B (6) gdzie: vt d (1 y) Pe = a ' (1 Φ) - liczba Pecleta (7) 1,5 38 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
11 B T Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego w = T - współczynnik (8) n Z porównania wyników obliczeń według zaleŝności (6) z wynikami badań eksperymentalnych uzyskano podobny efekt ich rozbieŝności jak dla zaleŝności (1) Rozwój wrzenia wywołany obniŝeniem gęstości strumienia masy w kanale Podczas badań eksperymentalnych doprowadzano do kanału pomiarowego czynnik chłodniczy w postaci cieczy niedogrzanej do temperatury nasycenia (Φ=). Utrzymywano stan ustalony układu a w ogrzewanym kanale następowała konwekcyjna wymiana ciepła w układzie jednofazowym. Następnie skokowo obniŝano gęstość strumienia masy czynnika chłodniczego w kanale pomiarowym. W takim przypadku proces wrzenia był inicjowany na końcu kanału pomiarowego i front wrzenia przemieszczał się w kierunku przeciwnym do przepływu czynnika chłodniczego. Jako pierwszy przemieszczał się impuls zmiany ciśnienia z prędkością v p około 2 m/s. Następnie termometry termoelektryczne rejestrowały przemieszczanie się fali wzrostu temperatury ścianki z prędkością v T1 aby w końcu zarejestrować przejście frontu wrzenia z prędkością v T2 (przejście fali spadku temperatury ścianki). Początkowy wzrost temperatury ścianki ogrzewanego kanału (przy q = const) wynikał ze zmniejszenia gęstości strumienia masy czynnika w kanale. Wzrastała wtedy temperatura cieczy w laminarnej podwarstwie przyściennej, co umoŝliwiało uzyskanie odpowiedniego przegrzania zarodków wrzenia niezbędnego do zainicjowania generacji pęcherzyków pary. Powstające pęcherzyki pary intensyfikowały wymianę ciepła a to z kolei obniŝało temperaturę ścianki. MoŜna więc stwierdzić, Ŝe rozwój wrzenia wywoływany był bezpośrednio przez falę zmiany temperatury ścianki o prędkości v T1, a ta powstawała w wyniku zmiany gęstości strumienia masy w ogrzewanym kanale. Na rys. 1 przedstawiono przebieg zmian temperatury ścianki kanału (w dwóch przekrojach pomiarowych oddalonych od siebie o,2 m) dla wybranego przedziału czasu. W prezentowanym przypadku wystąpił przeszło dwukrotny spadek natęŝenia przepływu czynnika w kanale. Wzrost temperatury ścianki następował z prędkością v T1 =2,82 m/s. Front wrzenia przemieszczał się z prędkością v T2 =,53 m/s. Towarzyszyły mu pulsacje ciśnienia w postaci impulsów fali odbitej, które z upływem czasu ulegały tłumieniu. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 39
12 Tadeusz Bohdal 59 58,5 Tw [ C] 58 57, , ,5 t 1 t ,5 czas [ms] Rys. 1. Zmiany temperatury ścianki podczas rozwoju wrzenia wywołanego zmianą gęstości strumienia masy w kanale; czynnik R123, q = 13,9 kw/m 2, t 1 czas przemieszczania się impulsu wzrostu temperatury, t 2 czas przemieszczania się frontu wrzenia Fig. 1. Changes of wall temperature T w during development of bubbly boiling due to change of mass flux density in the channel; refrigerant R123, q = 13,9 kw/m 2, t 1 time of propagation of the temperature rising impulse, t 2 time of propagation of the boiling front in the channel Przeprowadzone badania wykazały, Ŝe prędkości przemieszczania się fali wzrostu temperatury v T1 i frontu wrzenia v T2 zaleŝą od wielkości spadku gęstości strumienia masy czynnika w ogrzewanym kanale (wρ). Wzrost (wρ) powoduje wzrost v T1 (prędkości zmiany temperatury ścianki ogrzewanego kanału) i w konsekwencji zwiększa się prędkość v T2 przemieszczania frontu wrzenia w kanale. Jest związane to z czasem uzyskiwania dostatecznego przegrzania zarodków pary, co powoduje istotny wpływ na rozwój wrzenia powierzchniowego. ZaleŜność prędkości v T1 i v T2 od wielkości spadku gęstości strumienia masy (wρ) przedstawiono na rys. 11. W badanym zakresie spadku gęstości strumienia masy (wρ) = 1 6 kg/m 2 s prędkość przemieszczania się frontu wrzenia v T2 mieściła się w granicach od,1do,5 m/s. Były to wartości bardzo niskie, biorąc pod uwagę prędkości przemieszczania się frontu wrzenia wywołanego skokowym obniŝeniem ciśnienia w układzie (v T = 1 6 m/s). Tak niskie wartości prędkości v T2 naleŝy tłumaczyć tym, Ŝe praktycznie rozwój wrzenia wywoływany jest przez falę temperaturową v T1, która sama przemieszcza się (jako efekt 4 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
13 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego zmiany gęstości strumienia masy (wρ)) z małą prędkością v T1 (v T1 =,5 3,5 m/s) a więc znacznie niŝszą od prędkości przemieszczania się impulsu obniŝonego ciśnienia v p. Prędkość v T2 przemieszczania się frontu wrzenia zaleŝała praktycznie od prędkości v T1 uzyskiwania dostatecznego przegrzania cieczy na ogrzewanej ściance kanału co przedstawiono na rys ,5 3 vt1[m/s] 2,5 2 1,5 1,5 ( wρ) [kg/m 2 s] ,6 vt2[m/s],5,4,3,2,1 (wρ) [kg/m 2 s] Rys. 11. ZaleŜność prędkości v T1 i v T2 od spadku gęstości strumienia masy w kanale podczas rozwoju wrzenia pęcherzykowego; czynnik R134a Fig. 11. Dependence of the velocities v T1 and v T2 on decrease of mass flux density during development of bubbly boiling; refrigerant R134a Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 41
14 Tadeusz Bohdal,6 v T2 [m/s],5,4,3,2,1 v T1 [m/s],5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Rys. 12. ZaleŜność prędkości przemieszczania frontu wrzenia v T2 od prędkości uzyskiwania przegrzania cieczy na ogrzewanej ściance kanału v T1 ; czynnik R134a Fig. 12. Dependence of the boiling front propagation velocity v T2 on the velocity due to the liquid superheat at the channel wall v T1 ; refrigerant R134a Z analizy wynika, Ŝe bezpośrednią przyczyną inicjacji wrzenia i wynikającej stąd prędkości v T2 przemieszczania się frontu wrzenia jest przekroczenie krytycznego przegrzania zarodków wrzenia na ogrzewanej powierzchni. Przegrzanie to ujmuje zaproponowany bezwymiarowy współczynnik B określony wzorem (4). Na rys. 13 przedstawiono zaleŝność prędkości v T2 przemieszczania się frontu wrzenia od bezwymiarowego współczynnika B. Wzrost bezwymiarowego współczynnika B od wartości 4 do 6 powoduje zwiększenie prędkości v T2 od,1 do około,5 m/s. Podobny przebieg ma zaleŝność zmodyfikowanej liczby Pecleta Pe od bezwymiarowego współczynnika B (rys. 14). Liczbę Pecleta Pe określono wzorem (6) wykorzystując do jej wyznaczenia prędkość v T2. Uzyskano zgodność wyników pomiarów i obliczeń w zakresie ±5% co naleŝy uznać jako zadawalające biorąc pod uwagę wcześniej omówione warunki przebiegu zjawiska. 42 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
15 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego,6 v T2 [m/s],5,4,3,2,1 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 Rys. 13. ZaleŜność prędkości przemieszczania się frontu wrzenia od bezwymiarowego współczynnika B; czynnik R134a Fig. 13. Dependence of the boiling front propagation velocity v T on the dimensionless coefficient B for R134a B,14 Pe,12,1,8,6,4,2 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 B Rys. 14. ZaleŜność zmodyfikowanej liczby Pecleta Pe od bezwymiarowego współczynnika B; czynnik R134a Fig. 14. Dependence of the modified Peclet number Pe exp on the dimensionless coefficient B; medium R134a Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 43
16 Tadeusz Bohdal 3.4. Rozwój wrzenia wywołany wzrostem gęstości strumienia ciepła na ściance kanału Pomiary prowadzono przy ustalonych w czasie parametrach stanu początkowego układu. Parametry termiczne i przepływowe dobierano tak, aby w kanale przepływała ciecz niedogrzana do temperatury nasycenia (o kilka kelwinów) dla wstępnie zadanej gęstości strumienia ciepła na ściance wewnętrznej kanału. W takim przypadku wymiana ciepła w kanale odbywała się w układzie jednofazowym w warunkach konwekcji wymuszonej. Następnie skokowo zwiększano gęstość strumienia ciepła na ogrzewanej ściance. Termometry termoelektryczne rejestrowały wzrost temperatury ogrzewanej ścianki. Po uzyskaniu dostatecznego przegrzania cieczy rozpoczynał się proces wrzenia na ogrzewanej ściance w przekroju wypływowym kanału (panowała tam najwyŝsza temperatura) i przemieszczał w kierunku przeciwnym do przepływu czynnika. Wraz z przejściem frontu wrzenia rejestrowano chwilowy spadek temperatury ścianki kanału. Na rys. 15 przedstawiono przykładowo zmiany temperatury ścianki w zaleŝności od czasu podczas rozwoju wrzenia wywołanego drogą wzrostu strumienia ciepła na ogrzewanej powierzchni. Występuje wyraźny wzrost temperatury ścianki do momentu uzyskania dostatecznego przegrzania a następnie spadek po rozpoczęciu procesu wrzenia. Spadek ten rozpoczyna się najwcześniej przy końcu odcinka badawczego (miejsce uzyskania największego przegrzania) a następnie przemieszcza się w kierunku przeciwnym do przepływu czynnika chłodniczego. W prezentowanym przypadku prędkość v T przemieszczania się frontu wrzenia wynosiła v T =,47 m/s. Badania wykazały, Ŝe prędkość v T przemieszczania frontu wrzenia zaleŝy od lokalnego przegrzania cieczy na ogrzewanej ściance, które ujmuje bezwymiarowy współczynnik B (wzór 4). Na rys. 16 przedstawiono zaleŝność prędkości v T od współczynnika B. W celu zainicjacji procesu wrzenia pęcherzykowego naleŝy przekroczyć górną krytyczną wartość współczynnika B (B=B1 4). Dla tych przypadków prędkość frontu wrzenia wynosi około v T =,3 m/s. W przypadku uzyskania większej wartości współczynnika B (co odpowiada uzyskaniu większego lokalnego przegrzania cieczy) prędkość v T wzrasta do wartości około,6 m/s przy B 6. Wartości współczynnika B>6 nie udało się uzyskać inicjacji procesu wrzenia metodą skokowego zwiększania gęstości strumienia ciepła na ogrzewanej ściance. 44 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
17 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego 52 T w [ C] t czas [ms] Rys. 15. Przebieg zmian temperatury ścianki podczas rozwoju wrzenia pęcherzykowego wywołanego drogą wzrostu gęstości strumienia ciepła na ogrzewanej ściance; czynnik R123, (wρ) = 124 kg/m 2 s, p = 1,8 MPa, q 1 = 14,3 kw/m 2, q = 8,4 W/m 2, v T =,47 m/s, t czas przemieszczania się frontu wrzenia Fig. 15. Wall and fluid temperature transients during the development of bubble boiling due to the increase of the heat flux density at the channel wall; medium R123, (wρ) = 124 kg/m 2 s, p = 1,8 MPa, q 1 = 14,3 kw/m 2, q = 8,4 W/m 2, v T =,47 m/s, t boiling front propagation time Opracowując wyniki pomiarów wykorzystano zaleŝność (6) wyznaczoną dla rozwoju wrzenia wywołanego skokowym obniŝeniem ciśnienia w ogrzewanym kanale rurowym. Przedstawia ona zaleŝność zmodyfikowanej liczby Pecleta Pe od bezwymiarowego współczynnika B. Na rys. 17 przedstawiono tę zaleŝność uzyskaną na podstawie wyników pomiarów rozwoju wrzenia pęcherzykowego, gdy proces wrzenia wywołano drogą wzrostu gęstości strumienia ciepła. Obliczono następnie z równania (6) wartość liczby Pecleta Pe th dla badanych przypadków i porównano wartości liczby Pecleta Pe exp określone na podstawie wyników badań eksperymentalnych z wartościami Pe th. Uzyskano dobrą zgodność w zakresie ± 3%. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 45
18 Tadeusz Bohdal,7 v T [m/s],6,5,4,3,2,1 B 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 Rys. 16. ZaleŜność prędkości przemieszczania się frontu wrzenia v T od bezwymiarowego współczynnika B; czynnik R123 Fig. 16. Dependence of the boiling front propagation velocity v T on the dimensionless coefficient B for R123,18 [x1 6 ],16 Pe,14,12,1,8,6,4,2 B 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 Rys. 17. ZaleŜność zmodyfikowanej liczby Pecleta Pe exp od wartości bezwymiarowego współczynnika B; rozwój wrzenia wywołano drogą wzrostu gęstości strumienia ciepła, czynnik R123 Fig. 17. Dependence of the modified Peclet number Pe exp on the dimensionless coefficient B for the development of bubbly boiling due to the increasing heat flux density at the wall - medium R Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
19 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego 3.5. Zanik wrzenia pęcherzykowego w kanale Badania rozwoju wrzenia pęcherzykowego w kanale wykazały, Ŝe zainicjowanie procesu wrzenia wymaga uzyskania odpowiednio duŝego przegrzania cieczy na ściance kanału. Wielkość minimalnego przegrzania ujmuje górna wartość bezwymiarowego współczynnika B1. Nie jest istotny sposób uzyskania tego przegrzania lecz jego wartości. Mając powyŝsze na uwadze załoŝono, Ŝe zanik wrzenia nastąpi wtedy, gdy uzyska się odpowiednio niską temperaturę cieczy na ściance ogrzewanego kanału (lokalne przegrzane będzie zbyt małe aby podtrzymać generację pęcherzyków parowych). Spowoduje to zatem zanik aktywności zarodków pary i zakończy proces wrzenia. Prowadząc badania zaniku wrzenia podwyŝszano ciśnienie p w kanale metodą częściowego zamykania zaworu za odcinkiem pomiarowym co powodowało wzrost temperatury nasycenia T s i równocześnie wzrost niedogrzania cieczy T n do temperatury nasycenia. Jako pierwszy przemieszczał się, w kierunku przeciwnym do przepływu wrzącego czynnika, sygnał podwyŝszonego ciśnienia p z prędkością v p a następnie w kierunku zgodnym z kierunkiem przepływu czynnika podąŝała fala wzrostu temperatury ścianki z prędkością v T. Wzrost temperatury ścianki oznaczał zmniejszenie intensywności wymiany ciepła wywołanej zanikiem wrzenia. Zanik wrzenia następował na początku ogrzewanego kanału, w miejscu najmniejszego przegrzania cieczy. Na rys. 18 przedstawiono przykładowo zmiany w czasie temperatury ścianki kanału na długości,2 m. Dla prezentowanego przypadku prędkość przemieszczania się sygnału wzrostu ciśnienia v p wynosiła 16,8 m/s a prędkość zaniku wrzenia v T była równa 1,43 m/s. Stwierdzono, Ŝe impuls wzrostu ciśnienia p, podobnie jak w przypadku rozwoju wrzenia, przemieszczał się z prędkością v p zaleŝną od stopnia zapełnienia Φ w kanale (rys. 19) z tym, Ŝe wartości v p były średnio o około 2% niŝsze od przypadku rozwoju wrzenia powierzchniowego w kanale (dla tych samych wartości stopnia zapełnienia Φ w stanie początkowym układu). MoŜna to tłumaczyć występującą histerezą wymiany ciepła w zakresie początku wrzenia powierzchniowego. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 47
20 Tadeusz Bohdal 5 T w [ C] 49, ,5 t 48 47,5 czas [ms] Rys. 18. Zmiana w czasie temperatury podczas zaniku wrzenia pęcherzykowego w kanale; q = 21,3 kw/m 2, Φ 1 =,943, t czas przemieszczania się frontu wrzenia Fig. 18. Change in the time of wall temperature T w during decay of bubbly boiling in the channel; q = 21,3 kw/m 2, Φ 1 =,943, t boiling front propagation time 4 v p [m/s] Φ,1,2,3,4,5,6,7 Rys. 19. ZaleŜność prędkości v p przemieszczania się impulsu ciśnienia p w zaleŝności od stopnia zapełnienia Φ podczas zaniku wrzenia; czynnik R123 Fig. 19. Relationship between the propagation velocity of the pressure impulse v p giving decay to boiling and the void fraction Φ; medium R Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
21 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego Wielkość wzrostu ciśnienia p w kanale decyduje o zmniejszeniu lokalnego przegrzania cieczy na ogrzewanej ściance kanału. Przy wyŝszych wartościach przegrzanie moŝe przyjmować nawet wartości ujemne. Wzrost p sprzyja wzrostowi prędkości wygaszania wrzenia w kanale co ilustruje rys v T [m/s] 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 p [MPa],1,2,3,4,5,6,7,8,9,1 Rys. 2. ZaleŜność prędkości zaniku wrzenia v T od wartości wzrostu ciśnienia w kanale p; czynnik R123 Fig. 2. Dependence of the boiling fading velocity v T on the pressure rise value in the channel p; medium R123 Podczas zaniku wrzenia (podobnie jak w przypadku rozwoju wrzenia) istnieje zaleŝność wielkości prędkości v p i v T. Wzrost prędkości v p zdecydowanie wpływa na wzrost prędkości zaniku wrzenia wzdłuŝ ogrzewanej powierzchni kanału (rys. 21). Prędkość zaniku wrzenia v T zaleŝy od lokalnego zmniejszenia przegrzania cieczy na ściance kanału. Wielkość tego przegrzania ujmuje zaproponowany wcześniej bezwymiarowy współczynnik B. Na rys. 22 przedstawiono zaleŝność zmodyfikowanej liczby Pecleta Pe od współczynnika B. Wygaszanie procesu wrzenia moŝe nastąpić po przekroczeniu dolnej wartości współczynnika B (dla R123 B=B2 3). Spadek wartości współczynnika B sprzyja wzrostowi liczby Pecleta Pe i związanej z nią prędkości v T. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 49
22 Tadeusz Bohdal 3,5 v T [m/s] 3 2,5 2 1,5 1,5 v p [m/s] Rys. 21. ZaleŜność prędkości zaniku wrzenia v T od prędkości wzrostu ciśnienia v p ; czynnik R123 Fig. 21. Dependence of the boiling fading velocity v T on the pressure rise velocity v p ; medium R123,3 [x1 6 ] Pe,25,2,15,1,5-1 -,5,5 1 1,5 2 2,5 3 B Rys. 22. ZaleŜność zmodyfikowanej liczby Pecleta Pe od współczynnika B dla zaniku wrzenia pęcherzykowego w kanale rurowym; czynnik R123 Fig. 22. Dependence of the modified Peclet number Pe exp on the coefficient B for the fading of bubbly boiling in tube channel - medium R123 5 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
23 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego Podobnie jak dla rozwoju wrzenia powierzchniowego wyznaczono zaleŝności empiryczne dla zaniku wrzenia w kanale. Prędkość przemieszczania się impulsu ciśnienia v p wywołującego zanik wrzenia przedstawiono w postaci: Re =,81 1 Eu (9) gdzie: Re liczba Reynoldsa (wzór 2), Eu liczba Eulera (wzór 3). W zaleŝności (9) nie występuje bezwymiarowy współczynnik B (wzór 4) poniewaŝ w układzie dwufazowym (para mokra) wzrost ciśnienia p ujmuje równocześnie zmianę temperatury nasycenia i przegrzania cieczy T s. ZaleŜność ujmująca prędkość zaniku wrzenia w kanale v T ma postać: gdzie: Pe liczba Pecleta (wzór 2), B współczynnik (wzór 4), B2 dolna wartość współczynnika B. 5,11 ( B ), 41 Pe =, B (1) Po porównaniu wyniki badań i obliczeń stwierdzono zgodność w zakresie ± 5%. 4. Podsumowanie Bez względu na zastosowany sposób wywołania rozwoju lub zaniku wrzenia pęcherzykowego w przepływie potwierdzono eksperymentalnie ich falowy charakter. Przepływy dwufazowe czynników dotychczasowych jak i nowych czynników chłodniczych posiadają takie własności. W opisie oddziaływań ujmujących falowość zjawisk wzięto pod uwagę nie tylko prędkość v p przemieszczania się impulsu zmian ciśnienia, ale równieŝ prędkość v T frontu wrzenia oraz wzajemne zaleŝności między tymi prędkościami. Na podstawie wyników badań stwierdzono, Ŝe prędkość przemieszczania się impulsu zmian ciśnienia v p wywołującego rozwój wrzenia zaleŝy od stopnia zapełnienia Φ czynnika w kanale. W przypadku zaniku wrzenia prędkość v p jest o około 2% mniejsza, co ilustruje rysunek 23. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 51
24 Tadeusz Bohdal v p [m/s] zanik wrzenia rozwój wrzenia ,1,2,3,4,5,6,7 Φ Rys. 23. ZaleŜność prędkości przemieszczania się sygnału zmiany ciśnienia v p wywołującego rozwój lub zanik wrzenia w zaleŝności od stopnia zapełnienia Φ w kanale; czynnik R134a Fig. 23. Relationship between the propagation velocity of the pressure impulse v p giving development or decay to boiling and the void fraction Φ; medium R123 Prędkość rozwoju lub zaniku wrzenia powierzchniowego w kanale zaleŝy od lokalnego przegrzania cieczy na ogrzewanej ściance. Nie jest istotny sposób uzyskania tego przegrzania. Na rys. 24 zestawiono uzyskane wyniki pomiarów w postaci zaleŝności zmodyfikowanej liczby Pecleta Pe od bezwymiarowego współczynnika B, który ujmuje lokalne przegrzanie cieczy. WyŜsze wartości liczby Pecleta Pe dotyczą pomiarów, w których rozwój wrzenia wywoływano skokowym obniŝeniem ciśnienia w kanale. Dla tych przypadków uzyskano największe lokalne chwilowe przegrzanie cieczy i najwyŝsze wartości prędkości v T frontu wrzenia. NajniŜsze wartości współczynnika B (w tym ujemne) dotyczą zaniku wrzenia. Przebieg zaleŝności Pe=f(B) dla zaniku wrzenia róŝni się w istotny sposób od przebiegu dla rozwoju wrzenia. 52 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
25 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego 1,8 [x1 6 ] Pe R123 1,6 R134a 1,4 1,2 1,8,6,4,2 B Rys. 24. Zestawienie zbiorcze wyników pomiarów dla rozwoju i zaniku wrzenia powierzchniowego w kanale w postaci zaleŝności Pe=f(B) Fig. 24. Compilation of the results of investigation for development and fading of surface boiling in channel as a dependence Pe=f(B) NaleŜy jednak wyraźnie podkreślić, Ŝe w badaniach eksperymentalnych autora zastosowano wymuszenie rozwoju wrzenia w przepływie przez skokowe zwiększanie przegrzania na powierzchni ścianki kanału. Uzyskane wartości prędkości frontu wrzenia v T zmieniały się w przedziale v T =,8 6 m/s dla przegrzania T s = 5 6 K. WyŜsze wartości prędkości v T dotyczyły przypadków, gdy rozwój wrzenia wywoływano skokowym obniŝaniem ciśnienia. Impuls zmiany ciśnienia przemieszczał się wówczas z duŝą prędkością v p (nawet 2 m/s) wymuszając wzrost prędkości v T. Metodyka badań eksperymentalnych autora róŝniła się od dotychczas stosowanych przez innych badaczy, oryginalnym uwzględnieniem wpływu niestabilności na zjawiska rozwoju i zaniku wrzenia w przepływie. Objawiało to się tym, Ŝe czynnik chłodniczy był podczas badań jakoby gwałtownie umieszczany w obszarze stanów metastabilnych. Podczas badania rozwoju wrzenia czynnik umieszczano gwałtownie w obszarze stanów cieczy przegrzanej (na prawo od lewej krzywej granicznej x= na wykresie lgp-h) a podczas badań zaniku wrzenia para nasycona mokra czynnika trafiała gwałtownie do obszaru stanów cieczy niedogrzanej do temperatury nasycenia (w kierunku na lewo od lewej linii granicznej x=). Takie dynamiczne oddziaływania, które mogą występować w warunkach eksploatacyjnych powodowały dodatkową intensyfikację obu zjawisk. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 53
26 Tadeusz Bohdal NaleŜy mieć na uwadze fakt, Ŝe badania dotyczyły obszarów występowania stanów metastabilnych i nierównowagowych objętych oddziaływaniem pętli histerezy zerowego kryzysu wrzenia. Oszacowano błąd wyników pomiarów na poziomie 1 12% uwzględniając dokładność pomiaru podstawowych parametrów układu oraz charakterystyki statyczne i dynamiczne uŝytych w badaniach czujników pomiaru ciśnienia i temperatury. W podsumowaniu naleŝy wskazać niewątpliwe walory poznawcze badanych eksperymentalnie zjawisk rozwoju i zaniku wrzenia w przepływie a takŝe ich aspekty eksploatacyjne. Zjawiska te mogą zachodzić nie tylko w parownikach urządzeń chłodniczych (w tym zasilanych nowymi proekologicznymi czynnikami), ale równieŝ w innych elementach układów energetycznych takich jak kotły parowe, czy teŝ reaktory. W warunkach dynamicznych zmian parametrów układu mogą pojawiać się niekorzystne oddziaływania eksploatacyjne objawiające się niestabilnościami. Są one tym bardziej niebezpieczne z uwagi na ich charakter falowy, co moŝe wpływać negatywnie na współpracę róŝnych węzłów instalacji. Wyniki badań autora wpłyną niewątpliwie na dalsze programy badawcze tego typu zjawisk. 5. Wnioski Na podstawie wyników przeprowadzonych badań dotyczących histerezy rozwoju i zaniku wrzenia w przepływie w kanałach rurowych moŝna sformułować następujące wnioski: 1. Udowodniono eksperymentalnie moŝliwość występowania klasycznego zjawiska zerowego kryzysu wrzenia podczas przepływu dla nowych proekologicznych czynników chłodniczych (R134a i R123); uzyskane efekty histerezy wymiany ciepła i oporów przepływu podczas zerowego kryzysu charakteryzują się odmiennymi przebiegami w porównaniu z freonami a zakres ich oddziaływań jest słabszy niŝ dla freonów. Potwierdzono hipotezę falowego charakteru zerowego kryzysu wrzenia, co jest nowym oryginalnym spojrzeniem na to zjawisko. 2. Bez względu na zastosowany sposób wywołania rozwoju lub zaniku wrzenia pęcherzykowego w przepływie zjawiska te mają charakter falowy. W opisie ujmującym charakter falowy zjawisk wzięto pod uwagę nie tylko prędkość v p przemieszczania się impulsu zmian ciśnienia, ale równieŝ prędkość v T frontu wrzenia oraz wzajemne zaleŝności między nimi. Nie bez znaczenia jest zaleŝność tych wielkości od stopnia zapełnienia Φ czynnika chłodniczego w kanale. 3. Prędkość rozwoju lub zaniku wrzenia powierzchniowego w kanale zaleŝy od lokalnego przegrzania cieczy na ogrzewanej ściance, bez względu na sposób w jaki wywołano to zjawisko. 54 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
27 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego 4. Przeprowadzone badania dotyczyły obszarów stanów metastabilnych i nierównowagowych objętych oddziaływaniem pętli histerezy zerowego kryzysu wrzenia. Błąd uzyskanych wyników pomiarów oszacowano na poziomie 1 12%. 5. Oprócz walorów poznawczych prezentowanych zjawisk wrzenia pęcherzykowego w przepływie naleŝy podkreślić ich aspekty eksploatacyjne. Zjawiska takie mogą zachodzić nie tylko w parownikach urządzeń chłodniczych (zwłaszcza zasilanych pompowo), ale takŝe w innych układach energetycznych. W warunkach dynamicznych zmian parametrów układu mogą się pojawić niekorzystne właściwości eksploatacyjne objawiające się niestabilnościami. Literatura 1. Bohdal T.: Bubble boiling of environment-friendly refrigeration media. International Journal of Heat and Fluid Flow, No 4, Volume 21, pp Bohdal T., Bilicki Z.: On the wave character of development of bubble boiling in channel flow. MFTP-2 International Symposium on Multiphase flow and Transport Phenomena, Antalya, Turkey, November, Book of Abstracts, pp , Bohdal T.: Zjawiska wrzenia pęcherzykowego czynników chłodniczych. Monografia, Wyd. Politechniki Koszalińskiej, stron 262. Koszalin Madejski J.: Wymiana ciepła przy wrzeniu i przepływy dwufazowe. Cz.II, Ośrodek Informacji o Energii Jądrowej, Warszawa, Mitrovič J., Fauser J.: Propagation of two-phase fronts during boiling of superheat liquids. Proc. 2 nd European Symp. Fluids in Space, Naples, Italy, Nakoryyakov V.E., Pokusaev B.G., Shreiber I.R.: Wave propagation in gasliquid media. Bergles A.E. (Editor) by CRC Press Inc., Boca Raton, Florida, Pavlenko A.N. Lel V.V.: Model of self-maintaing evaporation front for superheat liquids. Proceedings of the Third International Conference on Multiphase Flow, ICMF 98, Lyon, France, pp June Oznaczenia a - współczynnik wyrównywania temperatury - temperature levelling coefficient B - współczynnik bezwymiarowy (wzór 4) - dimensionless coefficient (equation 4) B1 - górna wartość współczynnika B - upper value of B coefficient B2 - dolna wartość współczynnika B - lower value of B coefficient Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 55
28 Tadeusz Bohdal d - średnica wewnętrzna kanału - inner diameter of the channel Eu - zastępcza liczba Eulera (wzór 3) - supplementary Euler number (equation 3) Pe - zastępcza liczba Pecleta (wzór 7) - supplementary Peclet number (equation 7) p - ciśnienie - pressure p - spadek ciśnienia - pressure drop Re - zastępcza liczba Reynoldsa (wzór 2) - supplementary Reynolds number (equation 2) q - gęstość strumienia ciepła - heat flux density q - wzrost gęstości strumienia ciepła - increase of the heat flux density t - czas - time t - przedział czasu - time range T - temperatura - temperature wρ - gęstość strumienia masy - mass flux density v - prędkość fali - wave velocity x - statyczny stopień suchości - static dryness degree y - dynamiczny stopień suchości - dynamic dryness degree z - współrzędna osiowa kanału - channel axial coordinate Φ - stopień zapełnienia - void fraction indeksy dolne dotyczą / lower indexes apply to F - płynu - fluid N - nasycenia - saturation 56 Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska
29 Histereza rozwoju i zaniku wrzenia pęcherzykowego P - ciśnienia - pressure S - temperatury nasycenia - saturation temperature T - temperatury - temperature W - ścianki - wall 1 - stanu początkowego, fali pierwotnej - initial state, primal wave 2 - stanu końcowego, fali wtórnej - final state, secondary wave indeksy górne dotyczą / upper indexes apply to prim - cieczy - liquid bis - pary - steam Abstract Hysteresis of Development and Fading of Bubbly Boiling The report describes results of experimental investigations of heat transfer, and pressure drop during development and fading of bubbly boiling of refrigerating media. These processes are accompanied by the phenomenon of zero boiling crisis connected with the hysteresis of activation of boiling nuclei. It has been confirmed in the course of investigations that the development and fading of boiling possess wave properties. The development of boiling takes place in the form of the so-called boiling front that, originating at the channel exit section, propagates upstream with a velocity depending on the liquid superheat at the heated wall. By analogy the fading of boiling originates at the inlet to the channel and successively propagates downstream. The boiling front propagation velocity in tubular channels was determined. The investigations also led to the evaluation of empirical correlations allowing the determination of the propagation velocity of the pressure impulse giving rise to boiling and the boiling front propagation velocity. The investigations were carried out for new environmentfriendly refrigerating media R123 and R134a. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska 57
wrzenie - np.: kotły parowe, wytwornice pary, chłodziarki parowe, chłodzenie (np. reaktory jądrowe, silniki rakietowe, magnesy nadprzewodzące)
Wymiana ciepła podczas wrzenia 1. Wstęp wrzenie - np.: kotły parowe, wytwornice pary, chłodziarki parowe, chłodzenie (np. reaktory jądrowe, silniki rakietowe, magnesy nadprzewodzące) współczynnik wnikania
Początek wrzenia w przepływie proekologicznych czynników chłodniczych
Recenzent: Marian Rubik Politechnika Warszawska 1. Wstęp 12 Początek wrzenia w przepływie proekologicznych czynników chłodniczych Tadeusz Bohdal Politechnika Koszalińska Wrzenie w przepływie rozpoczyna
Analiza niestabilności przemian fazowych czynników energetycznych. Część II Badania eksperymentalne własne
ŚRODKOWO-POMORSKIE TOWARZYSTWO NAUKOWE OCHRONY ŚRODOWISKA Rocznik Ochrona Środowiska Tom 12. Rok 2010 95-107 Analiza niestabilności przemian fazowych czynników energetycznych. Część II Badania eksperymentalne
236 PAK vol. 55, nr 4/2009. Badanie przemieszczania się zaburzeń w skraplającym się czynniku chłodniczym
236 PAK vol. 55, nr 4/29 Tadeusz BOHDAL POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA, KATEDRA TECHNIKI CIEPLNEJ I CHŁODNICTWA Badanie przemieszczania się zaburzeń w skraplającym się czynniku chłodniczym Prof. dr hab. inż.
Skraplanie czynnika chłodniczego R404A w obecności gazu inertnego. Autor: Tadeusz BOHDAL, Henryk CHARUN, Robert MATYSKO Środa, 06 Czerwiec :42
Przeprowadzono badania eksperymentalne procesu skraplania czynnika chłodniczego R404A w kanale rurowym w obecności gazu inertnego powietrza. Wykazano negatywny wpływ zawartości powietrza w skraplaczu na
Analiza niestabilności przemian fazowych czynników energetycznych. Część I Ocena stanu wiedzy
ŚRODKOWO-POMORSKIE TOWARZYSTWO NAUKOWE OCHRONY ŚRODOWISKA Rocznik Ochrona Środowiska Tom 12. Rok 2010 61-94 Analiza niestabilności przemian fazowych czynników energetycznych. Część I Ocena stanu wiedzy
PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW Ćwiczenie N 7 PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ . Cel ćwiczenia Doświadczalne i teoretyczne wyznaczenie profilu prędkości w rurze prostoosiowej 2. Podstawy teoretyczne:
WYMIANA CIEPŁA W PROCESIE TERMICZNEGO EKSPANDOWANIA NASION PROSA W STRUMIENIU GORĄCEGO POWIETRZA
Konopko Henryk Politechnika Białostocka WYMIANA CIEPŁA W PROCESIE TERMICZNEGO EKSPANDOWANIA NASION PROSA W STRUMIENIU GORĄCEGO POWIETRZA Streszczenie W pracy przedstawiono wyniki symulacji komputerowej
POLITECHNIKA GDAŃSKA
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Temat: Proces wrzenia czynników chłodniczych w rurach o rozwiniętej powierzchni Wykonał Korpalski Radosław Koniszewski Adam Sem. 8 SiUChKl 1 Gdańsk 2008 Spis treści
POLITECHNIKA GDAŃSKA
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Techniki Cieplnej Wybrane zagadnienia wymiany ciepła i masy Przejmowanie ciepła podczas skraplania czynników niskowrzących w skraplaczach chłodzonych powietrzem
Politechnika Gdańska
Politechnika Gdańska Wymiana ciepła Temat: Wrzenie wewnątrz rur i jego opis matematyczny. wykonali : Kamil Kaszyński wydział : Mechaniczny data: 01.04.2008 Wstęp Wrzenie w przepływie jest szczególnym przypadkiem
Badanie początku skraplania czynnika chłodniczego
Badanie początku skraplania czynnika chłodniczego Wstęp W wielu skraplaczach stosowanych w energetyce występuje w ich króćcu dopływowym para przegrzana czynnika. Wśród nich wyróżniają się skraplacze czynników
. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest porównanie na drodze obserwacji wizualnej przepływu laminarnego i turbulentnego, oraz wyznaczenie krytycznej licz
ZAKŁAD MECHANIKI PŁYNÓW I AERODYNAMIKI ABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW ĆWICZENIE NR DOŚWIADCZENIE REYNODSA: WYZNACZANIE KRYTYCZNEJ ICZBY REYNODSA opracował: Piotr Strzelczyk Rzeszów 997 . Cel ćwiczenia Celem
WYMIANA CIEPŁA A PRZY ZMIANACH STANU SKUPIENIA
WYMIANA CIEPŁA A PRZY ZMIANACH STANU SKUPIENIA WYKŁAD 8 Dariusz Mikielewicz Politechnika Gdańska Wydział Mechaniczny Katedra Techniki Cieplnej Wymiana ciepła podczas wrzenia Przejście fazy ciekłej w parową
WNIKANIE CIEPŁA PRZY WRZENIU CIECZY
WNIKANIE CIEPŁA PRZY WRZENIU CIECZY 1. Wprowadzenie Z wrzeniem cieczy jednoskładnikowej A mamy do czynienia wówczas, gdy proces przechodzenia cząstek cieczy w parę zachodzi w takiej temperaturze, w której
Miniskrypt do ćw. nr 4
granicach ekonomicznych) a punktami P - I (obszar inwersji) występuje przyspieszenie wzrostu spadku ciśnienia na wypełnieniu. Faza gazowa wnika w fazę ciekłą, jej spływ jest przyhamowany. Między punktami
Temat: Przyczyny i skutki niestabilności pracy parowników i skraplaczy w urządzeniach chłodniczych.
Temat: Przyczyny i skutki niestabilności pracy parowników i skraplaczy w urządzeniach chłodniczych. Ireneusz Wolański Marcin Szymański SiUChKl Politechnika Gdańska GDAŃSK, 2008 PLAN PRACY: I. Wprowadzenie
23 Badanie niestabilności skraplania proekologicznego czynnika chłodniczego w minikanałach rurowych
ŚRODKOWO-POMORSKIE TOWARZYSTWO NAUKOWE OCHRONY ŚRODOWISKA Rocznik Ochrona Środowiska Tom 13. Rok 2011 ISSN 1506-218X 377-392 23 Badanie niestabilności skraplania proekologicznego czynnika chłodniczego
WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ
WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ Instrukcja do ćwiczenia T-06 Temat: Wyznaczanie zmiany entropii ciała
Politechnika Gdańska
Politechnika Gdańska Wybrane zagadnienia wymiany ciepła i masy Temat: Wyznaczanie współczynnika przejmowania ciepła dla rekuperatorów metodą WILSONA wykonał : Kamil Kłek wydział : Mechaniczny Spis treści.wiadomości
WYMIANA CIEPŁA i WYMIENNIKI CIEPŁA
WYMIANA CIEPŁA i WYMIENNIKI CIEPŁA Prof. M. Kamiński Gdańsk 2015 PLAN Znaczenie procesowe wymiany ciepła i zasady ogólne Pojęcia i definicje podstawowe Ruch ciepła na drodze przewodzenia Ruch ciepła na
BADANIE WYMIENNIKÓW CIEPŁA
1.Wprowadzenie DNIE WYMIENNIKÓW CIEPŁ a) PŁSZCZOWO-RUROWEGO b) WĘŻOWNICOWEGO adanie wymiennika ciepła sprowadza się do pomiaru współczynników przenikania ciepła k w szerokim zakresie zmian parametrów ruchowych,
LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ
INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIEII ŚODOWISKA I ENEGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ INSTUKCJA LABOATOYJNA Temat ćwiczenia: WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA WNIKANIA CIEPŁA PZY KONWEKCJI SWOBODNEJ W WODZIE
Wnikanie ciepła przy konwekcji swobodnej. 1. Wstęp
Wnikanie ciepła przy konwekcji swobodnej 1. Wstęp Współczynnik wnikania ciepła podczas konwekcji silnie zależy od prędkości czynnika. Im prędkość czynnika jest większa, tym współczynnik wnikania ciepła
Badania charakterystyki sprawności cieplnej kolektorów słonecznych płaskich o zmniejszonej średnicy kanałów roboczych
Badania charakterystyki sprawności cieplnej kolektorów słonecznych płaskich o zmniejszonej średnicy kanałów roboczych Jednym z parametrów istotnie wpływających na proces odprowadzania ciepła z kolektora
W8 40. Para. Równanie Van der Waalsa Temperatura krytyczna ci Przemiany pary. Termodynamika techniczna
W8 40 Równanie Van der Waalsa Temperatura krytyczna Stopień suchości ci Przemiany pary 1 p T 1 =const T 2 =const 2 Oddziaływanie międzycz dzycząsteczkowe jest odwrotnie proporcjonalne do odległości (liczonej
Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów
FORMOWANIE SIĘ PROFILU PRĘDKOŚCI W NIEŚCIŚLIWYM, LEPKIM PRZEPŁYWIE PRZEZ PRZEWÓD ZAMKNIĘTY Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia będzie analiza formowanie się profilu prędkości w trakcie przepływu płynu przez
Mgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa
MECHANIK 7/2014 Mgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK EKSPLOATACYJNYCH SIŁOWNI TURBINOWEJ Z REAKTOREM WYSOKOTEMPERATUROWYM W ZMIENNYCH
DETEKCJA FAL UDERZENIOWYCH W UKŁADACH ŁOPATKOWYCH CZĘŚCI NISKOPRĘŻNYCH TURBIN PAROWYCH
Mgr inż. Anna GRZYMKOWSKA Politechnika Gdańska Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa DOI: 10.17814/mechanik.2015.7.236 DETEKCJA FAL UDERZENIOWYCH W UKŁADACH ŁOPATKOWYCH CZĘŚCI NISKOPRĘŻNYCH TURBIN PAROWYCH
Instrukcja stanowiskowa
POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii Instytut Inżynierii Mechanicznej w Płocku Zakład Aparatury Przemysłowej LABORATORIUM WYMIANY CIEPŁA I MASY Instrukcja stanowiskowa Temat:
Seminarium AUTOMATYKA CHŁODNICZA I KLIMATYZACYJNA
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Seminarium AUTOMATYKA CHŁODNICZA I KLIMATYZACYJNA TEMAT: Ocena techniczna rurki kapilarnej jako elementu dławiącego w małych urządzeniach chłodniczych o zmiennych
WSPÓŁCZYNNIK PRZEJMOWANIA CIEPŁA PRZEZ KONWEKCJĘ
INSYU INFORMAYKI SOSOWANEJ POLIECHNIKI ŁÓDZKIEJ Ćwiczenie Nr2 WSPÓŁCZYNNIK PRZEJMOWANIA CIEPŁA PRZEZ KONWEKCJĘ 1.WPROWADZENIE. Wymiana ciepła pomiędzy układami termodynamicznymi może być realizowana na
Ćwiczenie N 13 ROZKŁAD CIŚNIENIA WZDŁUś ZWĘśKI VENTURIEGO
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW Ćwiczenie N ROZKŁAD CIŚNIENIA WZDŁUś ZWĘśKI VENTURIEGO . Cel ćwiczenia Doświadczalne wyznaczenie rozkładu ciśnienia piezometrycznego w zwęŝce Venturiego i porównanie go z
PRZEPŁYW CIECZY W KORYCIE VENTURIEGO
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW Ćwiczenie N 9 PRZEPŁYW CIECZY W KORYCIE VENTURIEGO . Cel ćwiczenia Sporządzenie carakterystyki koryta Venturiego o przepływie rwącym i wyznaczenie średniej wartości współczynnika
Podstawowe narzędzia do pomiaru prędkości przepływu metodami ciśnieniowymi
Ć w i c z e n i e 5a Podstawowe narzędzia do pomiaru prędkości przepływu metodami ciśnieniowymi 1. Wprowadzenie Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z przyrządami stosowanymi do pomiarów prędkości w przepływie
Politechnika Poznańska. Zakład Mechaniki Technicznej
Politechnika Poznańska Zakład Mechaniki Technicznej Metoda Elementów Skończonych Lab. Temat: Analiza przepływu stopionego tworzywa sztucznego przez sitko filtra tworzywa. Ocena: Czerwiec 2010 1 Spis treści:
25 Badanie wymiany ciepła podczas wrzenia przechłodzonego proekologicznych czynników chłodniczych w minikanałach
ŚRODKOWO-POMORSKIE TOWARZYSTWO NAUKOWE OCHRONY ŚRODOWISKA Rocznik Ochrona Środowiska Tom 13. Rok 2011 ISSN 1506-218X 409-424 25 Badanie wymiany ciepła podczas wrzenia przechłodzonego proekologicznych czynników
Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów
ANALIZA PRZEKAZYWANIA CIEPŁA I FORMOWANIA SIĘ PROFILU TEMPERATURY DLA NIEŚCIŚLIWEGO, LEPKIEGO PRZEPŁYWU LAMINARNEGO W PRZEWODZIE ZAMKNIĘTYM Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia będzie obserwacja procesu formowania
MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM
MECANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM Ćwiczenie nr 4 Współpraca pompy z układem przewodów. Celem ćwiczenia jest sporządzenie charakterystyki pojedynczej pompy wirowej współpracującej z układem przewodów, przy różnych
Straty energii podczas przepływu wody przez rurociąg
1. Wprowadzenie Ć w i c z e n i e 11 Straty energii podczas przepływu wody przez rurociąg Celem ćwiczenia jest praktyczne wyznaczenie współczynników strat liniowych i miejscowych podczas przepływu wody
Występują dwa zasadnicze rodzaje skraplania: skraplanie kroplowe oraz skraplanie błonkowe.
Wymiana ciepła podczas skraplania (kondensacji) 1. Wstęp Do skraplania dochodzi wtedy, gdy para zostaje ochłodzona do temperatury niższej od temperatury nasycenia (skraplania, wrzenia). Ma to najczęściej
MECHANIKA PŁYNÓW Płyn
MECHANIKA PŁYNÓW Płyn - Każda substancja, która może płynąć, tj. pod wpływem znikomo małych sił dowolnie zmieniać swój kształt w zależności od naczynia, w którym się znajduje, oraz może swobodnie się przemieszczać
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY AUTOMATYKA CHŁODNICZA TEMAT: Racje techniczne wykorzystania rurki kapilarnej lub dyszy w małych urządzeniach chłodniczych i sprężarkowych pompach ciepła Mateusz
K raków 26 ma rca 2011 r.
K raków 26 ma rca 2011 r. Zadania do ćwiczeń z Podstaw Fizyki na dzień 1 kwietnia 2011 r. r. dla Grupy II Zadanie 1. 1 kg/s pary wo dne j o ciśnieniu 150 atm i temperaturze 342 0 C wpada do t urbiny z
Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe
Laboratorium Hydrostatyczne Układy Napędowe Instrukcja do ćwiczenia nr Eksperymentalne wyznaczenie charakteru oporów w przewodach hydraulicznych opory liniowe Opracowanie: Z.Kudżma, P. Osiński J. Rutański,
WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA WNIKANIA CIEPŁA PODCZAS KONWEKCJI WYMUSZONEJ GAZU W RURZE
Ćwiczenie 1: WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA WNIKANIA CIEPŁA PODCZAS KONWEKCJI WYMUSZONEJ GAZU W RURZE 1. CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest eksperymentalne wyznaczenie współczynnika wnikania ciepła podczas
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW
Ćwiczenie numer 2 Pomiar współczynnika oporu liniowego 1. Wprowadzenie Stanowisko służy do analizy zjawiska liniowych strat energii podczas przepływu laminarnego i turbulentnego przez rurociąg mosiężny
Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia.
PARA WODNA 1. PRZEMIANY FAZOWE SUBSTANCJI JEDNORODNYCH Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia. Przy niezmiennym ciśnieniu zmiana wody o stanie początkowym odpowiadającym
(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1. (51) IntCl6. F28F 27/00. (54) Sposób regulacji wymiany ciepła
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 176683 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 305669 (22) Data zgłoszenia: 02.11.1994 (51) IntCl6. F28F 27/00 (54)
J. Szantyr Wyklad nr 6 Przepływy laminarne i turbulentne
J. Szantyr Wyklad nr 6 Przepływy laminarne i turbulentne Zjawisko występowania dwóch różnych rodzajów przepływów, czyli laminarnego i turbulentnego, odkrył Osborne Reynolds (1842 1912) w swoim znanym eksperymencie
Destylacja z parą wodną
Destylacja z parą wodną 1. prowadzenie iele związków chemicznych podczas destylacji przy ciśnieniu normalnym ulega rozkładowi lub polimeryzacji. by możliwe było ich oddestylowanie należy wykonywać ten
WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH
WOJCIECH WIELEBA WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH THE INFLUENCE OF FRICTION PROCESS FOR CHANGE OF MICROHARDNESS OF SURFACE LAYER IN POLYMERIC MATERIALS
ciąg podciśnienie wywołane róŝnicą ciśnień hydrostatycznych zamkniętego słupa gazu oraz otaczającego powietrza atmosferycznego
34 3.Przepływ spalin przez kocioł oraz odprowadzenie spalin do atmosfery ciąg podciśnienie wywołane róŝnicą ciśnień hydrostatycznych zamkniętego słupa gazu oraz otaczającego powietrza atmosferycznego T0
Ćw. 4. BADANIE I OCENA WPŁYWU ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA ROZKŁAD CIŚNIEŃ W ŁOśYSKU HYDRODYNAMICZNYMM
Ćw. 4 BADANIE I OCENA WPŁYWU ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA ROZKŁAD CIŚNIEŃ W ŁOśYSKU HYDRODYNAMICZNYMM WYBRANA METODA BADAŃ. Badania hydrodynamicznego łoŝyska ślizgowego, realizowane na stanowisku
INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH
INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ ZAKŁAD ELEKTROWNI LABORATORIUM POMIARÓW I AUTOMATYKI W ELEKTROWNIACH BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH Instrukcja do ćwiczenia Łódź 1996 1. CEL ĆWICZENIA
Laboratorium InŜynierii i Aparatury Przemysłu SpoŜywczego
Laboratorium InŜynierii i Aparatury Przemysłu SpoŜywczego 1. Temat ćwiczenia :,,Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła 2. Cel ćwiczenia : Określenie globalnego współczynnika przenikania ciepła k
2. Zapoczątkowanie kawitacji. - formy przejściowe. - spadek sprawności maszyn przepływowych
J. A. Szantyr Wykład 22: Kawitacja Podstawy fizyczne Konsekwencje hydrodynamiczne 1. Definicja kawitacji 2. Zapoczątkowanie kawitacji 3. Formy kawitacji - kawitacja laminarna - kawitacja pęcherzykowa -
Bezwładność - Zrywanie nici nad i pod cięŝarkiem (rozszerzenie klasycznego ćwiczenia pokazowego)
6COACH 6 Bezwładność - Zrywanie nici nad i pod cięŝarkiem (rozszerzenie klasycznego ćwiczenia pokazowego) Program: Coach 6 Projekt: na ZMN060c CMA Coach Projects\PTSN Coach 6\Zrywanienici\Zestaw.cma Przykład
INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH
INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI Laboratorium z mechaniki płynów ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH . Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest doświadczalne
LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej
LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie metody
W zaleŝności od charakteru i ilości cząstek wyróŝniamy: a. opadanie cząstek ziarnistych, b. opadanie cząstek kłaczkowatych.
BADANIE PROCESU SEDYMENTACJI Wstęp teoretyczny. Sedymentacja, to proces opadania cząstek ciała stałego w cieczy, w wyniku działania siły grawitacji lub sił bezwładności. Zaistnienie róŝnicy gęstości ciała
SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie
DEFINICJE OGÓLNE I WIELKOŚCI CHARAKTERYSTYCZNE WENTYLATORA WENTYLATOR maszyna wirnikowa, która otrzymuje energię mechaniczną za pomocą jednego wirnika lub kilku wirników zaopatrzonych w łopatki, użytkuje
WPŁYW WIELKOŚCI NASION NA NIEZBĘDNĄ DŁUGOŚĆ PRZEWODU PNEUMATYCZNEGO W PROCESIE EKSPANDOWANIA NASION
InŜynieria Rolnicza / Henryk Konopko Politechnika Białostocka WPŁYW WIELKOŚCI NASION NA NIEZBĘDNĄ DŁUGOŚĆ PRZEWODU PNEUMATYCZNEGO W PROCESIE EKSPANDOWANIA NASION Streszczenie Celem pracy było określenie
Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegrody płaskiej
Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegrody płaskiej - - Wstęp teoretyczny Jednym ze sposobów wymiany ciepła jest przewodzenie.
OGRZEWNICTWO. 5.Zagadnienia hydrauliczne w instalacjach ogrzewania wodnego. Spadek ciśnienia w prostoosiowych odcinkach rur (5.1)
70 5.Zagadnienia hydrauliczne w instalacjach ogrzewania wodnego Spadek ciśnienia w prostoosiowych odcinkach rur gdzie: λ - współczynnik tarcia U średnia prędkość przepływu L długość rury d średnica rury
Zadanie 1. Zadanie 2.
Zadanie 1. Określić nadciśnienie powietrza panujące w rurociągu R za pomocą U-rurki, w której znajduje się woda. Różnica poziomów wody w U-rurce wynosi h = 100 cm. Zadanie 2. Określić podciśnienie i ciśnienie
J. Szantyr Wykład nr 26 Przepływy w przewodach zamkniętych II
J. Szantyr Wykład nr 6 Przepływy w przewodach zamkniętych II W praktyce mamy do czynienia z mniej lub bardziej złożonymi rurociągami. Jeżeli strumień płynu nie ulega rozgałęzieniu, mówimy o rurociągu prostym.
SEMINARIUM Z CHŁODNICTWA
POLITECHNIKA GDAŃSKA Katedra Techniki Cieplnej SEMINARIUM Z CHŁODNICTWA Ocena wpływu poślizgu temperaturowego mieszanin zeotropowych na warunki pracy wentylatorowej chłodnicy powietrza. Michał Szajner
J. Szantyr Wykład nr 20 Warstwy przyścienne i ślady 2
J. Szantyr Wykład nr 0 Warstwy przyścienne i ślady W turbulentnej warstwie przyściennej można wydzielić kilka stref różniących się dominującymi mechanizmami kształtującymi przepływ. Ogólnie warstwę można
Zabezpieczenie sieci przed uderzeniem hydraulicznym
Zabezpieczenie sieci przed uderzeniem hydraulicznym PODSTAWY TEORETYCZNE Uderzeniem hydraulicznym nazywamy gwałtowne zmiany ciśnienia w przewodzie pod ciśnieniem, spowodowane szybkimi w czasie zmianami
WPŁYW ZAKŁÓCEŃ PROCESU WZBOGACANIA WĘGLA W OSADZARCE NA ZMIANY GĘSTOŚCI ROZDZIAŁU BADANIA LABORATORYJNE
Górnictwo i Geoinżynieria Rok 33 Zeszyt 4 2009 Stanisław Cierpisz*, Daniel Kowol* WPŁYW ZAKŁÓCEŃ PROCESU WZBOGACANIA WĘGLA W OSADZARCE NA ZMIANY GĘSTOŚCI ROZDZIAŁU BADANIA LABORATORYJNE 1. Wstęp Zasadniczym
WPŁYW OBRÓBKI TERMICZNEJ ZIEMNIAKÓW NA PRĘDKOŚĆ PROPAGACJI FAL ULTRADŹWIĘKOWYCH
Wpływ obróbki termicznej ziemniaków... Arkadiusz Ratajski, Andrzej Wesołowski Katedra InŜynierii Procesów Rolniczych Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie WPŁYW OBRÓBKI TERMICZNEJ ZIEMNIAKÓW NA PRĘDKOŚĆ
32 Materiały techniczne 2015/1 powietrzne pompy ciepła do montażu wewnętrznego
Rysunek wymiarowy 68 65 5 5 5 85 687 5 5 5 około 59 69 Kierunek przepływu powietrza 9 75 5 5 8 Strona obsługowa 5 9 9 9 59 Uchwyty transportowe Wypływ kondensatu, średnica wewnętrzna Ø mm Zasilanie ogrzewania,
WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE
1 W S E i Z W WARSZAWIE WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE Ćwiczenie Nr 3 Temat: WYZNACZNIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI METODĄ STOKESA Warszawa 2009 2 1. Podstawy fizyczne Zarówno przy przepływach płynów (ciecze
ε (1) ε, R w ε WYZNACZANIE SIŁY ELEKTROMOTOTYCZNEJ METODĄ KOMPENSACYJNĄ
WYZNACZANIE SIŁY ELEKTROMOTOTYCZNEJ METODĄ KOMPENSACYJNĄ I. Cel ćwiczenia: wyznaczanie metodą kompensacji siły elektromotorycznej i oporu wewnętrznego kilku źródeł napięcia stałego. II. Przyrządy: zasilacz
Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia
Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych Instrukcja do ćwiczenia III Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia Sonda poboru ciśnienia Sonda poboru ciśnienia (Rys. ) jest to urządzenie
ZADANIE 28. Wyznaczanie przewodnictwa cieplnego miedzi
ZADANIE 28 Wyznaczanie przewodnictwa cieplnego miedzi Wstęp Pomiędzy ciałami ogrzanymi do różnych temperatur zachodzi wymiana ciepła. Ciało o wyższej temperaturze traci ciepło, a ciało o niższej temperaturze
Rozkład prędkości statków na torze wodnym Szczecin - Świnoujście
KASYK Lech 1 Rozkład prędkości statków na torze wodnym Szczecin - Świnoujście Tor wodny, strumień ruchu, Zmienna losowa, Rozkłady dwunormalne Streszczenie W niniejszym artykule przeanalizowano prędkości
WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU LINIOWEGO PRZEPŁYWU LAMINARNEGO
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW Ćwiczenie N 7 WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU LINIOWEGO PRZEPŁYWU LAMINARNEGO 1. Cel ćwiczenia Doświadczalne wyznaczenie zaleŝności współczynnika oporu linioweo przepływu
KRYTYCZNY STRUMIEŃ CIEPŁA PODCZAS WRZENIA W PRZEPŁYWIE W KANAŁACH
KRYTYCZNY STRUMIEŃ CIEPŁA PODCZAS WRZENIA W PRZEPŁYWIE W KANAŁACH dr hab. inż. Dariusz MIKIELEWICZ, prof. nadzw. PG mgr inż. Michał GLIŃSKI mgr inż. Jan WAJS Katedra Techniki Cieplnej POLITECHNIKA GDAŃSKA
R L. Badanie układu RLC COACH 07. Program: Coach 6 Projekt: CMA Coach Projects\ PTSN Coach 6\ Elektronika\RLC.cma Przykłady: RLC.cmr, RLC1.
OAH 07 Badanie układu L Program: oach 6 Projekt: MA oach Projects\ PTSN oach 6\ Elektronika\L.cma Przykłady: L.cmr, L1.cmr, V L Model L, Model L, Model L3 A el ćwiczenia: I. Obserwacja zmian napięcia na
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW
Ćwiczenie numer Pomiar współczynnika oporu liniowego 1. Wprowadzenie Stanowisko służy do analizy zjawiska liniowych strat energii podczas przepływu laminarnego i turbulentnego przez rurociąg mosiężny o
Jarosław Knaga, Małgorzata Trojanowska, Krzysztof Kempkiewicz* Zakład Energetyki Rolniczej Akademia Rolnicza w Krakowie *Vatra S.A.
InŜynieria Rolnicza 6/2005 Jarosław Knaga, Małgorzata Trojanowska, Krzysztof Kempkiewicz* Zakład Energetyki Rolniczej Akademia Rolnicza w Krakowie *Vatra S.A. EFEKTYWNOŚĆ POMPY CIEPŁA ZE SPIRALNĄ SPRĘśARKĄ
NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI
PRACE INSTYTUTU TECHNIKI BUDOWLANEJ - KWARTALNIK 1 (145) 2008 BUILDING RESEARCH INSTITUTE - QUARTERLY No 1 (145) 2008 Zbigniew Owczarek* NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH
Aerodynamika i mechanika lotu
Prędkość określana względem najbliższej ścianki nazywana jest prędkością względną (płynu) w. Jeśli najbliższa ścianka porusza się względem ciał bardziej oddalonych, to prędkość tego ruchu nazywana jest
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW
Ćwiczenie numer 5 Wyznaczanie rozkładu prędkości przy przepływie przez kanał 1. Wprowadzenie Stanowisko umożliwia w eksperymentalny sposób zademonstrowanie prawa Bernoulliego. Układ wyposażony jest w dyszę
PRZENIKANIE CIEPŁA W CHŁODNICY POWIETRZNEJ
1. Wprowadzenie PRZENIKANIE CIEPŁA W CHŁODNICY POWIERZNEJ Ruch ciepła między dwoma ośrodkami gazowymi lub ciekłymi przez przegrodę z ciała stałego nosi nazwę przenikania ciepła. W pojęciu tym mieści się
Analiza wymiarowa jest działem matematyki stosowanej, którego zadaniem jest wyznaczenie, poprawnej pod względem wymiarowym, postaci wzorów fizycznych.
Analiza wymiarowa Prof. dr hab. Małgorzata Jaros, prof. SGGW Analiza wymiarowa jest działem matematyki stosowanej, którego zadaniem jest wyznaczenie, poprawnej pod względem wymiarowym, postaci wzorów fizycznych.
Laboratorium LAB3. Moduł pomp ciepła, kolektorów słonecznych i hybrydowych układów grzewczych
Laboratorium LAB3 Moduł pomp ciepła, kolektorów słonecznych i hybrydowych układów grzewczych Pomiary identyfikacyjne pól prędkości przepływów przez wymienniki, ze szczególnym uwzględnieniem wymienników
12 Materiały techniczne 2015/1 powietrzne pompy ciepła do montażu wewnętrznego
59 65 5 8 7 9 5 5 -sprężarkowe kompaktowe powietrzne pompy ciepła Rysunek wymiarowy 68 65 5 5 8 85 około Wszystkie przyłącza wodne, włączając 5 mm wąż oraz podwójne złączki (objęte są zakresem dostawy)
A B. Modelowanie reakcji chemicznych: numeryczne rozwiązywanie równań na szybkość reakcji chemicznych B: 1. da dt. A v. v t
B: 1 Modelowanie reakcji chemicznych: numeryczne rozwiązywanie równań na szybkość reakcji chemicznych 1. ZałóŜmy, Ŝe zmienna A oznacza stęŝenie substratu, a zmienna B stęŝenie produktu reakcji chemicznej
Pomiar pompy wirowej
Pomiar pompy wirowej Instrukcja do ćwiczenia nr 20 Badanie maszyn - laboratorium Opracował: dr inŝ. Andrzej Tatarek Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery Wrocław, grudzień 2006 r. 1. Wstęp Pompami nazywamy
IMPULSOWY PRZEKSZTAŁTNIK ENERGII Z TRANZYSTOREM SZEREGOWYM
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego. IMPSOWY PRZEKSZTAŁTNIK ENERGII Z TRANZYSTOREM SZEREGOWYM Przekształtnik impulsowy z tranzystorem szeregowym słuŝy do przetwarzania energii prądu jednokierunkowego
Inżynieria Rolnicza 5(93)/2007
Inżynieria Rolnicza 5(9)/7 WPŁYW PODSTAWOWYCH WIELKOŚCI WEJŚCIOWYCH PROCESU EKSPANDOWANIA NASION AMARANTUSA I PROSA W STRUMIENIU GORĄCEGO POWIETRZA NA NIEZAWODNOŚĆ ICH TRANSPORTU PNEUMATYCZNEGO Henryk
Ćwiczenie 14. Maria Bełtowska-Brzezinska KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH
Ćwiczenie 14 aria Bełtowska-Brzezinska KINETYKA REAKCJI ENZYATYCZNYCH Zagadnienia: Podstawowe pojęcia kinetyki chemicznej (szybkość reakcji, reakcje elementarne, rząd reakcji). Równania kinetyczne prostych
Ćwiczenie nr 25: Interferencja fal akustycznych
Wydział PRACOWNIA FIZYCZNA WFiIS AGH Imię i nazwisko 1. 2. Temat: Rok Grupa Zespół Nr ćwiczenia Data wykonania Data oddania Zwrot do popr. Data oddania Data zaliczenia OCENA Ćwiczenie nr 25: Interferencja
Warunki izochoryczno-izotermiczne
WYKŁAD 5 Pojęcie potencjału chemicznego. Układy jednoskładnikowe W zależności od warunków termodynamicznych potencjał chemiczny substancji czystej definiujemy następująco: Warunki izobaryczno-izotermiczne
KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr
51/18 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 26, Rocznik 6, Nr 18 (1/2) ARCHIVES OF FOUNDRY Year 26, Volume 6, N o 18 (1/2) PAN Katowice PL ISSN 1642-538 KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg1/SiC+C gr M. ŁĄGIEWKA
PROCEDURA DOBORU POMP DLA PRZEMYSŁU CUKROWNICZEGO
PROCEDURA DOBORU POMP DLA PRZEMYSŁU CUKROWNICZEGO Wskazujemy podstawowe wymagania jakie muszą być spełnione dla prawidłowego doboru pompy, w tym: dobór układu konstrukcyjnego pompy, parametry pompowanego
K p. K o G o (s) METODY DOBORU NASTAW Metoda linii pierwiastkowych Metody analityczne Metoda linii pierwiastkowych
METODY DOBORU NASTAW 7.3.. Metody analityczne 7.3.. Metoda linii pierwiastkowych 7.3.2 Metody doświadczalne 7.3.2.. Metoda Zieglera- Nicholsa 7.3.2.2. Wzmocnienie krytyczne 7.3.. Metoda linii pierwiastkowych