[物理]传热学7.ppt

*传热学 Heat Transfer Condensation and Boiling Heat Transfer 第七章 凝结与沸腾传热 工程应用背景 锅炉炉膛中的水冷壁 相变换热的特点 空调、冰箱中的冷凝器和蒸发器 蒸汽发生器 有潜热释放 影响因素太多 热点 难点 §7-1 凝结传热 1、定义 2、 两种存在形态 蒸气与低于其饱和温度的壁面接触时形成液体的过程。 浸润性液体，非浸润性液体。 一 概述 （1） 膜状凝结(film condensation) 沿整个壁面形成一层薄膜，并且在重力的作用下流动。 （2） 珠状凝结(dropwise condensation) 当凝结液体不能很好的浸润壁面时，则在壁面上形成许多小液珠。 g g 3、 两种形式的凝结换热 ③ 凝结换热设备的设计依据：膜状凝结。 （3） 比较 ① h珠h膜； ② 珠状凝结很难保持，工程中遇到的凝结换热 大多属于膜状凝结； （3）电子元器件冷却 （1）蒸气压缩制冷循环 （2）电厂的凝汽器 4 膜状凝结换热的应用 二、 膜状凝结传热 1、竖壁膜状凝结传热 （1）努塞尔的分析解 物理模型简化 常物性； 饱和蒸汽总体静止； 液膜流动缓慢； 汽液界面上无温差； 膜内温度线性分布； 液膜的过冷度忽略； 忽略蒸汽密度； 液膜表面光滑平整无波动 整个竖壁的平均表面传热系数 定性温度： 注意：r 按 ts 确定 （2）实际表面传热系数 适用范围： 倾斜平板： → g 2、 水平圆管外的膜状凝结 （1）、 单管外的膜状凝结 （2）、 管束外的膜状凝结 3、 水平圆管内的膜状凝结 适用范围： 2. 蒸气流速与流动方向 1. 不凝结气体 三、 影响膜状凝结的因素 增加了传递过程的阻力 减小了凝结的驱动力 流速较高时，蒸气流对液膜厚度产生影响，影响的正负效应取决于流动方向。 3. 传热面 5. 冷凝液过冷度 4. 过热蒸汽 原则： 减薄液膜的厚度 四. 凝结传热的强化 强化的原则和措施 措施： 拉薄或排掉 §7-2 沸腾传热 概述 （1）定义 1、 蒸发（evaporation） 2 、沸腾（boiling） 工质内部形成大量气泡并由液态转换到气态的一种剧烈的汽化过程 （2）分类 ? 过冷沸腾 饱和沸腾 大容器沸腾(池沸腾) 强制对流沸腾 ? 加热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾 ↗ 一、汽泡动力学简介 1 汽泡成长过程 汽泡的产生、成长、脱离过程 汽泡动力学 加热表面上凹坑、裂穴最有可能成为汽化核心 2 汽泡存在的条件 1、曲线 （1）自然对流 （2）核态沸腾 （3）过渡沸腾 （4）膜态沸腾 孤立汽泡区 汽块区 二 大容器饱和沸腾 孤立汽泡区 The region of isolated bubbles 汽块区 The region of slugs and columns 过渡沸腾 Transitional boiling regime 膜态沸腾 film boiling