《传热学》杨世铭-陶文铨-第七章相变对流传热资料.pptVIP

如图， 由热平衡， 所以 3 纯净饱和蒸汽层流膜状凝结换热的分析 膜状凝结的强化原则和技术 强化沸腾换热的原则和技术 * 5 大容器饱和沸腾曲线：表征了大容器饱和沸腾的全部过程，共包括4个换热规律不同的阶段：自然对流、核态沸腾、过渡沸腾和稳定膜态沸腾，如图所示： qmax qmin * 临界热流密度及其工程意义： （1）上述热流密度的峰值qmax 有重大意义，称为临界热流密度，亦称烧毁点。一般用核态沸腾转折点DNB作为监视接近qmax的警戒。这一点对热流密度可控和温度可控的两种情况都非常重要。 （2）对稳定膜态沸腾，因为热量必须穿过的是热阻较大的汽膜，所以换热系数比凝结小得多。 * §7-5 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 但对于沸腾换热的h却又许多不同的计算公式 1 大容器饱和核态沸腾 影响核态沸腾的因素主要是过热度和汽化核心数，而汽化核心数受表面材料、表面状况、压力等因素的支配，所以沸腾换热的情况液比较复杂，导致了个计算公式分歧较大。目前存在两种计算是，一种是针对某一种液体，另一种是广泛适用于各种液体的。 * 为此，书中分别推荐了两个计算式 （1）对于水的大容器饱和核态沸腾，教材推荐适用米海 耶夫公式，压力范围：105～4?106 Pa 按 ? * （2）罗森诺公式——广泛适用的强制对流换热公式 既然沸腾换热也属于对流换热，那么，st = f ( Re, Pr )也应该适用。罗森诺正是在这种思路下，通过大量实验得出了如下实验关联式： 式中， 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 * 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 时，则可以将偏差缩小到?33％。这一点在辐射换热种更为明显。计算时必须谨慎处理热流密度。 2 大容器沸腾的临界热流密度 书中推荐适用如下经验公式： * 3 大容器膜态沸腾的关联式 （1）横管的膜态沸腾 式中，除了r 和 ?l 的值由饱和温度 ts 决定外，其余物性均以平均温度 tm ＝( tw＋ts ) / 2 为定性温度，特征长度为管子外径d, 如果加热表面为球面，则上式中的系数0.62改为0.67 * 勃洛姆来建议采用如下超越方程来计算： 其中： （2）考虑热辐射作用 由于膜态换热时，壁面温度一般较高，因此，有必要考虑热辐射换热的影响，它的影响有两部分，一是直接增加了换热量，另一个是增大了汽膜厚度，从而减少了换热量。因此，必须综合考虑热辐射效应。 * §7-6 影响沸腾换热的因素及其强化 沸腾换热是我们学过的换热现象中最复杂的，影响因素也最多，由于我们只学习了大容器沸腾换热，因此，影响因素也只针对大容器沸腾换热。 1 不凝结气体 对膜状凝结换热的影响？ 与膜状凝结换热不同，液体中的不凝结气体会使沸腾换热得到某种程度的强化 2 过冷度 只影响过冷沸腾，不影响饱和沸腾，因自然对流换热时， ，因此，过冷会强化换热。 见p.183 * 3 液位高度 当传热表面上的液位足够高时，沸腾换热表面传热系数与液位高度无关。但当液位降低到一定值时，表面传热系数会明