传热恶化及防止措施讲义.ppt

传热恶化及防止措施 集控二组 张峰 （1）第一类沸腾传热恶化 热负荷高于临界热负荷时，管子内壁汽化核心数急剧增加，汽泡形成速度超过脱离管壁的速度，贴壁形成连续汽膜，传热恶化，壁温飞升。 条件 ：qqc（临界热负荷） （a）第一类沸腾传热恶化 （2）第二类沸腾传热恶化 管内汽水混合物含汽率达到一定数值时，环状流的水膜很薄，局部可能被中心汽流撕破或水膜被蒸干，传热恶化，壁温飞升。 条件：xxc （临界含汽率） （b）第二类沸腾传热恶化 沸腾传热恶化特点 第一类沸腾传热恶化通常发生在含汽率较小或水存在欠热、以及热负荷高的区域。发生此类传热恶化时，放热系数a急剧降低，管子内壁温度与工质温差Δt飞升很快。 第二类沸腾传热恶化发生在x 较大、热负荷不太高的情况下，放热系数a 的下降较第一类沸腾传热恶化时小，因而Δt 飞升值较第一类沸腾传热恶化时低。 由于发生第二类时的热负荷比发生第一类恶化时的低得多，因此，它发生的可能性比第一类要大得多。 水在临界压力22.1MPa加热到374.15℃时即被全部汽化，水变成蒸汽不需要汽化潜热，即水没有蒸发现象就变成蒸汽，该温度称为临界温度，或称之为相变点温度(超临界压力24.5~27.5MPa时的相变点温度为380--410℃)。在相变点温度附近存在着一个大比热容区，在该区内工质物性发生突变：紧靠管壁的工质密度有可能比流动在管中心的工质密度小得多，即在流动截面中存在着工质的不均匀性。当受热面热负荷高到某一数值时，在紧贴壁面的地方可能造成传热恶化，这一现象称之为类膜态沸腾现象。为避免这一现象，锅炉相变点区域通常设计在热负荷相对较低的地方，或提高工质的质量流速。 沸腾传热恶化的防止措施 （1）保证一定的质量流速 （2）降低受热面的局部热负荷 （3）采用内螺纹管 （4）加装扰流子 图10-5 内螺纹管结构 内螺纹管降温效果图 1 —光管；2—内螺纹管； tbh—饱和温度；tnb—内壁温度 扰流子结构 扰流子降温效果 p=18.5MPa；ρw=1500kg/(m2?s) 1—无扰流子，q=500kJ/m2；2—装扰流子，q=400kJ/m2；tgz—饱和温度；tnb—内壁温度