На головну

Історія хірургії. Наукові проблеми кафедри ".

  1.  I. ІСТОРІЯ ГЕОЛОГІЧНОГО ВИВЧЕННЯ
  2.  I. Основні проблеми народонаселення Росії
  3.  I. Проблеми породіллі в післяпологовому періоді.
  4.  I. Сучасне суспільство і проблеми освіти
  5.  I.1. Аналіз досвіду реалізації державної молодіжної політики в Російській Федерації. Етапи розвитку державної молодіжної політики, проблеми, тенденції
  6.  I.III. Історія розвитку структурної геології
  7.  II. Історія аутизму

кипіння- Процес інтенсивного утворення пари усередині об'єму рідини при температурі насичення або вище цієї температури.

При кипінні поглинається теплота фазового переходу, тому для здійснення стаціонарного процесу кипіння необхідний привід теплоти (див. Формулу (5.4)).

розрізняють поверхневе и об'ємне кипіння. Об'ємне кипіння рідини зустрічається досить рідко (наприклад, при різкому зменшенні тиску) і, в цьому випадку, температура рідини стає більше температури насичення при даному тиску. У нашому курсі будемо розглядати тільки теплообмін при кипінні на твердих поверхнях або поверхневе кипіння.

Процес кипіння залежить від граничних умов теплообміну, тиску середовища, фізичних властивостей рідини, пара та твердої стінки, стану твердої поверхні, геометрії системи, режиму руху рідини і т. Д. Тому розробити математичну модель процесу кипіння не представляється можливим і всі відомості про механізм кипіння отримані дослідним шляхом. При цьому використовується наступна класифікація видів кипіння:

- За родом або режиму кипіння - бульбашкової або плівкове;

- По типу конвекції - при вільній (у великому обсязі) або при вимушеної;

- По розташуванню поверхні кипіння - у вертикальній, похилій або горизонтальній поверхні;

- За характером - нерозвинене, нестійке, розвинене.

В процесі тепловіддачі в киплячій рідини формується температурне поле (рис.5.6, б). При цьому рідина виявляється перегрітої вище температури насичення, яка відповідає тиску в рідині.

При кипінні на твердих поверхнях можна виділити дві області з різним за характером зміною температурного поля: теплової прикордонний шар і теплове ядро ??в рідини.

Тепловий прикордонний шар- Вельми тонкий шар рідини, що прилягає безпосередньо до поверхні стінки, в межах якого зосереджено практично все зміна температури рідини: від температури поверхні до температури в ядрі потоку (див. Рис.5.6).

Теплове ядро ??рідини - Вся інша рідина за межами теплового прикордонного шару.

Залежно від конкретних умов теплообміну перегрів рідини поблизу стінки або перегрів стінки може становити величину  5 ? 35 ° C. Справа в тому, що парові бульбашки зароджуються не в будь-якій точці поверхні теплообміну, а тільки в, так званих, центрах пароутворення - мікровпадінах (тріщинах, кавернах і т. П.), В яких сила поверхневого натягу рідини мінімальна.

Рис.5.6. Приклад розподілу температури в об'ємі киплячої води

(Tw= 111,80C, pн= 1 бар):

а - картина процесу кипіння; б - розподіл температури; 1 - поверхня теплообміну (стінка); 2 - насичена водяна пара; 3 - поверхня води; 4 - спливаючі парові бульбашки; 5 - зовнішня межа прикордонного шару; Tпов. ж - Температура поверхні рідини; Tw - Температура поверхні теплообміну (стінки); Tн - Температура насичення рідини при заданому тиску; pн - Тиск насичення; ?пс - Товщина прикордонного шару; Q - тепловий потік від стінки до води; Gп - Масова витрата пара

Для того щоб паровий міхур утворився в мікровпадіне, необхідно, щоб її розміри були більше деякого мінімального або критичного радіуса бульбашки:

 , (5.25)

де  - Сила поверхневого натягу рідини при температурі насичення, Н / м;  - Перепад тиску між парою в міхурі (pп) І навколишнього його рідиною (pн). Перепад тиску розраховують за формулою

 , (5.26)

в якій r -прихована теплота пароутворення, Дж / кг; pн - Тиск насичення пари, Па;  - Перепад температур між стінкою і рідиною, ?C (K); Rг - Газова постійна, Дж / (кг · К); Tн - Температура насичення, К.

Зауважимо, що зі збільшенням перегріву стінки  і зростанням тиску насичення pн критично радіус парового міхура зменшується і западини менших розмірів можуть служити центрами пароутворення, що в підсумку призводить до інтенсифікації кипіння.

Режими кипіння у великому обсязі

(Крива кипіння)

Для аналізу процесу кипіння широко використовується експериментально отримана залежність між щільністю теплового потоку (q), що підводиться до поверхні, що обігрівається, і температурним перепадом  , Графік якої показаний на рис. 5.7. Це графік в науково-технічній літературі називають "кривою кипіння". На цій кривій виділяють кілька інтервалів  , Що відповідають різним режимам тепловіддачі, назва яких наведено в тексті, що пояснює рис. 5.7.

Бульбашковий режим кипіння спостерігається при значеннях  відповідних другий області на кривій кипіння. Радіус міжфазної поверхні бульбашки - зародка пропорційний розміру утворює його мікрошероховатості на поверхні стінки. Тому на початку бульбашкового режиму кипіння, при незначному перегрів рідини, "працюють" лише великі центри пароутворення, оскільки бульбашки - зародки малих центрів пароутворення мають радіус менше критичного. В цьому випадку відбувається нестійке або слаборозвинений бульбашкової кипіння. Зі збільшенням перегріву рідини активізуються більш дрібні центри пароутворення, тому кількість які виникають бульбашок і частота їх відриву зростають. В результаті інтенсивність тепловіддачі надзвичайно швидко збільшується (див. Рис.5.7, область 2).

Інтенсивність тепловіддачі обумовлена ??термічним опором теплопровідності тонкої рідкої плівки, яка змочує тверду поверхню і знаходиться під областю парових бульбашок. Зі збільшенням кількості і частоти відриву бульбашок рідка прошарок руйнується (турбулізіруєт) і її термічний опір зменшується.

Коефіцієнт тепловіддачі (a) при розвиненому бульбашкової кипінні досягає десятків і навіть сотень тисяч Вт / (м2К) (при високому тиску). Це обумовлено великою питомою теплотою фазового переходу і інтенсивним перемішуванням рідини зростаючими і відриваються бульбашками пара.

Режим бульбашкового кипіння забезпечує найбільш ефективну тепловіддачу. Цей режим кипіння застосовується в парогенераторах теплових і атомних електростанцій, при охолодженні двигунів, елементів конструкції енергетичних, металургійних і хімічних агрегатів, що працюють в умовах високих температур.

При подальшому збільшенні перегріву стінки рівному перегріву рідини в прикордонному шарі (  ) Інтенсивність тепловіддачі, досягнувши максимуму в критичній точці "КР1", починає знижуватися (див. Рис.5.7, область 3) через злиття все зростаючої кількості бульбашок в парові плями. Площа парових плям зростає в міру збільшення DT і охоплює в результаті всю стінку, перетворюючись на суцільну парову плівку, погано проводить теплоту. Таким чином, відбувається поступовий перехід від бульбашкового режиму кипіння до плівкового, що супроводжується зниженням інтенсивності тепловіддачі.

Початок такого переходу називають першою кризою кипіння. під кризою розуміють докорінну зміну механізму кипіння і тепловіддачі.

При подальшому збільшенні перегріву (DT) інтенсивність тепловіддачі, досягнувши мінімуму в другій критичної точки "КР2", знову починає зростати в області плівкового режиму кипіння (див. Рис.5.7, області 4 і 5). Таку зміну характеру впливу перегріву на тепловіддачу називають другим кризою кипіння.

Мал. 5.7. Зміна щільності теплового потоку і коефіцієнта тепловіддачі від перегріву рідини в прикордонному шарі

1 - конвективная область без кипіння; 2 - область бульбашкового кипіння; 3 - перехідна область; 4 - область плівкового кипіння; 5 - ділянку плівкового кипіння зі значною часткою передачі тепла випромінюванням; КР1, КР2 - відповідно точки першого і другого криз кипіння

У плівковому режимі кипіння суцільна плівка пара відтісняє рідина від поверхні, і умови теплообміну стабілізуються, а коефіцієнт тепловіддачі перестає знижуватися, залишаючись практично незмінним. Тепловий потік відповідно до закону Ньютона (5.1) знову починає збільшуватися через зростання температурного напору DT. Зауважимо, що збільшення теплового потоку в області розвиненого плівкового кипіння (при великих DT) відбувається і через зростання перенесення теплоти випромінюванням в паровій прошарку.

Інтенсивність тепловіддачі при плівковому режимі кипіння дуже низька, що призводить до сильного перегріву поверхні теплообміну.

Два види переходу від бульбашкового режиму до плівкового

Залежно від граничних умов теплообміну на поверхні теплообміну перехід від бульбашкового режиму до плівкового може відбуватися, або слідуючи кривій кипіння (рис. 5.8, а), Або стрибкоподібно (рис. 5.8, б). Поступовий перехід від розвиненого бульбашкового кипіння до плівкового має місце при регульованою температурі стінки (граничні умови I роду), а стрибкоподібний - при постійному тепловому потоці, що надходить від стінки до рідини (граничні умови II роду).

Для пояснення цього явища запишемо формулу для розрахунку щільності теплового потоку через тепловий прикордонний шар (див. Рис. 5.6):

 , (5.27)

де  - Перепад температур в прикордонному шарі;  - Термічний опір прикордонного шару;  - Товщина прикордонного шару (див. Рис. 5.6);  - Коефіцієнт теплопровідності прикордонного шару.

При заданій постійній температурі стінки (Tw) Перепад температур (  ) Не залежить від процесу теплообміну. Тому, при збільшенні термічного опору прикордонного шару в перехідній області внаслідок погіршення теплопровідних властивостей пристенного шару (  ), Тепловий потік починає зменшуватися (  ) (Див. Рис. 5.8, а).

а) ГУ I роду б) ГУ II роду

Мал. 5.8. Два види переходу від бульбашкового режиму кипіння до плівкового

При заданому постійному тепловому потоці (  ) Збільшення термічного опору (  ) Призводить до стрибкоподібного зростання перепаду температур в прикордонному шарі (  ) І, отже, до перегріву стінки (  ) І можливого її руйнування.

При зниженні теплового навантаження перехід до бульбашкового кипіння відбудеться стрибком на мінімальній навантаженні.

Розрахунок тепловіддачі при кипінні

Всі формули розрахунку тепловіддачі при кипінні отримані на основі обробки численних експериментальних даних вченими різних наукових шкіл. Оскільки умови проведення досвіду у різних експериментаторів точно не збігалися, то і  , Розраховані за формулами різних авторів, можуть істотно відрізнятися. Тому нижче наведемо лише найпростіші за формою, але досить апробовані розрахункові формули по тепловіддачі при кипінні.

А. бульбашкова кипіння у великому обсязі

Тепловіддача при бульбашкової режимі пропорційна кількості діючих центрів пароутворення і частоті відриву бульбашок, які, в свою чергу, пропорційні максимальному перегріву  рідини і тиску pн. В силу цього середній коефіцієнт тепловіддачі може бути розрахований за формулою

 (5.28)

або, висловлюючи перепад температур із закону тепловіддачі Ньютона  і підставляючи в формулу (5.28), отримаємо:

 , (5.29)

де C1, C2, K, z, m, n - коефіцієнти, отримані в результаті статистичної обробки експериментальних даних .; DT - перегрів стінки, 0З (K); рн - Тиск насичення (зовнішній тиск рідини), бар; q - поверхнева щільність теплового потоку, Вт / м2.

Для розрахунку тепловіддачі при кипінні води формули (5.28) і (5.29) приймають вид

 (5.30)

 . (5.31)

Формулу (5.30) використовують у розрахунках бульбашкового кипіння при граничних умовах першого роду. В цьому випадку регульованої (заданої) величиною є температура стінки і, отже, перегрів рідини (  ), А формулу (5.31) застосовують в розрахунках кипіння при граничних умовах другого роду (задана величина - щільність теплового потоку (q) на поверхні стінки). визначивши  за формулою (5.31), нескладно знайти перегрів стінки (рідини в прикордонному шарі) і температуру стінки

 (5.32)

Б. Плівкове кипіння у великому обсязі

Схема плівкового кипіння показана на рис. 5.9. З малюнка видно, що спостерігається

Мал. 5.9. До розрахунку плівкового кипіння

аналогія процесів конденсації і плівкового кипіння. Тому формули для розрахунку коефіцієнта тепловіддачі при плівковому кипінні мають вигляд:

- Кипіння на вертикальній поверхні

 ; (5.33)

- Кипіння на горизонтальній трубі

 , (5.34)

де  щільність, коефіцієнт теплопровідності і динамічний коефіцієнт в'язкості пара;  - Щільність рідини; r - прихована теплота пароутворення.

Як визначальною температури в формулах (5.33) і (5.34) прийнята температура насичення при даному тиску.

В. Розрахунок першого кризи кипіння

Розрахунок максимальної щільності теплового потоку при бульбашкової режимі кипіння (критичної теплового навантаження) проводять за формулою

 , (5.35)

в якій  - Сила поверхневого натягу рідини;  - Щільність рідини і пара; r - Прихована теплота пароутворення.

Г. Розрахунок тепловіддача при кипінні в трубах і каналах

Тепловіддача при кипінні в трубах і каналах суттєво відрізняється від тепловіддачі при кипінні у великому обсязі, тому що процес безперервного пароутворення робить істотний вплив на гідродинаміку течії, а, отже, і на теплообмін. При кипінні в трубах з постійним підведенням теплоти відбувається безперервне збільшення парової і зменшення рідкої фази. Гідродинамічна структура двухфазного потоку також залежить від розташування труб і каналів в просторі.

В даний час математичне моделювання течії і теплообміну двофазних потоків надзвичайно складна і трудомістка задача, тому інформацію про рівень тепловіддачі при кипінні в трубах і каналах отримують з експерименту. На ріс.5.10. зображена залежність коефіцієнта тепловіддачі в залежності від щільності теплового потоку, що надходить на поверхню труби і швидкості течії двофазного флюїду. При малих швидкостях течії коефіцієнт тепловіддачі не залежить від швидкості, а залежить тільки від теплового потоку (теплового навантаження), що надходить до пароводяної суміші (ділянка 1). У цьому випадку розрахунок тепловіддачі при кипінні в трубах аналогічний розрахунку при кипінні у великому обсязі. При великих швидкостях двухфазного потоку, навпаки, тепловіддача залежить тільки від швидкості течії флюїду - спостерігається турбулентний режим конвективного теплообміну (ділянка 3). Існує і перехідний ділянку від режиму кипіння води в великому обсязі до режиму конвективного теплообміну при турбулентному плині в трубах.

Методика розрахунку коефіцієнта тепловіддачі при кипінні та рух двофазних потоків в трубах і каналах полягає в наступному. На першому етапі розрахунку знаходять коефіцієнт тепловіддачі при кипінні у великому обсязі за формулою

 . (5.36)

Потім розраховую коефіцієнт тепловіддачі при вимушеному турбулентному плині в трубах і каналах за критеріальною формулою М. а. Міхєєва

и  , (5.37)

де d - внутрішній діаметр труби або еквівалентний діаметр каналу. Як визначальною температури в формулах (5.36) і (5.37) необхідно приймати температуру насичення при даному тиску.

Мал. 5.10. До розрахунку тепловіддачі при кипінні в трубах і каналах

визначивши и  , Остаточний розрахунок коефіцієнт тепловіддачі виконують наступним чином:

а якщо  , то ;

б) якщо  , то ;

в) якщо  , то ,

де поправочний коефіцієнт на тепловіддачу при кипінні розраховується за формулою:

 . (5.38)

Історія хірургії. Наукові проблеми кафедри ".

1. Хірургія в давнину.

У Стародавньому Єгипті; У Стародавній Індії; У Стародавній Греції - Гіппократ.

У Стародавньому Римі - Цельс, Гален; У Бухарі - Авіцена.

2. Хірургія середньовіччя.

Спад науки.

Епоха Відродження \ ХУ-ХУП \ - Парацельс і Амбруаз Паре.

ХУШ в. - Лафранші - визнання хірургії як науки.

3. Розвиток хірургії в епоху капіталізму \ ХIХ-ХХ ст \

Перешкодами для подальшого розвитку хірургії були:

· Невміння попередити біль під час операції;

· Незнання причин гнійних ускладнень і методів попередження;

· Невміння боротися з кровотечею і лікування анемії;

· Недосконалість діагностики захворювань.

4. Історія російської хірургії.

Згідно з указом Петра I в 1706 році в Санкт-Петербурзі розпочато будівництво, а в 1716 році - відкритий військовий госпіталь, а в 1729 році - Адміралтейський госпіталь. Дату 25 травня 1706 року вважають народженням медицини в Росії.

Хірург Микола Бідлоо.

Видатні хірургії Росії: П. і. Погорецький, П. а. Загорський, І. ф. буш.

Е. о. Мухін - учитель Н. і. пирогова. І. в. Буяльський.

Н. і. пирогів і його школа.

Хірургічні школи антисептичний і асептичного періодів \ ХУШ в. \.

в Москві - Н. в. Скліфосовського, А. а. бобрів, П. і. дияконів.

У Петербурзі - Н. а. Вельямінов, М. с. Суботін.

У Києві - Н. м. Волкович. В Одесі - К. м. Сапежко і ін.

Н. в. Скліфосовський \ 1836-1904 \.

Земська медицина.

П. і. дьконов \ Орловська губ. \, С. і. Спасокукоцький \ Смоленська губ. \, І. п. Скляров, І. і. орлів і ін.

5. Розвиток і організація хірургії після Великої Жовтневої Соціалістичної революції.

Безкоштовна хірургічна допомога.

Максимальне наближення хірургічної допомоги до населення.

Спеціалізована хірургічна допомога.

Профілактичний напрям.

Н. н. Буденко \ 1871-1946 \ .; А. в. Вишневський \ 1874-1948 \.

П. а. герцен \ 1871-1946 \ і його школа \ А. і. са-вицький, Е. л. Березів, Б. в. петровський, І. с. Жоров, А. н. Шабанов та ін. \; С. п. Федоров, \ 1869-1936 \ .; І. і. греків \ 1867-1934 \.

П. п. Красномовців і П. р корнев .; С. м. Тернівський .; Н. н. петрів .;

Створені школи:

У Москві - А. н. Бакулєва, С. с. Юдіна, І. р Руфанова, В. с. Левітом і ін.

У Ленінграді - П. а. Купріянова, С. с. гірголавом, А. в. Тараса Шевченко, н. н. Самаріна.

Сучасний період.

6. Успіхи хірургії БССР.

7. Наукові проблеми кафедри.

Результати і напрямок наукових досліджень. Кращі студентські наукові роботи.




 ВІДКРИТІ ПОШКОДЖЕННЯ. 1 сторінка |  ВІДКРИТІ ПОШКОДЖЕННЯ. 2 сторінка |  ВІДКРИТІ ПОШКОДЖЕННЯ. 3 сторінка |  ВІДКРИТІ ПОШКОДЖЕННЯ. 4 сторінка |  ВІДКРИТІ ПОШКОДЖЕННЯ. 5 сторінка |  ВІДКРИТІ ПОШКОДЖЕННЯ. 6 сторінка |  ВІДКРИТІ ПОШКОДЖЕННЯ. 7 сторінка |  ВІДКРИТІ ПОШКОДЖЕННЯ. 8 сторінка |  ВІДКРИТІ ПОШКОДЖЕННЯ. 9 сторінка |  ВІДКРИТІ ПОШКОДЖЕННЯ. 10 сторінка |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати