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第六章 凝结与沸腾换热 《传热学》讲义 § 沸腾换热简介 一 液体汽化的两种方式 （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 ↗ 二 大容器饱和沸腾 qmax qmin 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 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 （1）对于热流密度可以控制的情况 2 工程指导 临界热流密度(Critical Heat Flux) qmax及相对应的过热度?t具有重要的意义 （2）对于壁温可以控制的情况 三 汽泡动力学简介 1 液体必须过热 潜热 汽泡的产生、成长、脱离过程 汽泡动力学 表面张力＝汽泡内外压力差 浮升力＝重力 2 汽化核心 加热表面上凹坑、裂穴最有可能成为汽化核心 这些地方的过热度要保证 而且R应小于汽化核心中残留汽泡的半径 3 汽泡的脱离直径和频率 （1）表面张力越大，越不容易脱离 （2）浮升力越大，越容易脱离 4 沸腾传热的数学模型 目前传热学研究的热点之一！ Aggressive Creative Self-motivated 四 管内沸腾简介 §6-5 沸腾换热计算式 沸腾换热也是对流换热的一种，因此，牛顿冷却公式仍然适用，即 影响因素太多！ 一 大容器饱和核态沸腾 壁面过热度和汽化核心数 计算公式分歧较大 目前存在两种计算式 1 米海耶夫公式－水 St = f ( Re, Pr ) ?t ＝tw－ts 定性温度为ts r — 汽化潜热 Cpl — 饱和液体的比定压热容 g — 重力加速度 ?l —饱和液体的动力粘度 Cwl — 取决于加热表面－液体 组合情况的经验常数(表6) q — 沸腾传热的热流密度 s — 经验指数 水s = 1,否则s=1.7 2 Rohsenow公式－适用性广 上式可以改写为： 可见， ，因此，尽管有时上述计算公式得到的q与实验值的偏差高达?100％，但已知q计算 ?t时，则可以将偏差缩小到?33％。 Mr－液体的分子量 C－常数 pr－液体压力与该流体饱和压力之比 Rp－加热表面粗糙度 ?m 3 制冷介质饱和核态沸腾的Cooper公式 三 大容器膜态沸腾的关联式 二 大容器沸腾的临界热流密度 书中推荐适用如下经验公式： 不要求！