《表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)（61頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、, h， 層 流 內(nèi) 層 厚 度 減 薄 ，湍 動 程 度代 價 ： 動 力 消 耗 。4.4 表 面 傳 熱 系 數(shù) 的 經(jīng) 驗 關(guān) 聯(lián)4.4.1 影 響 表 面 傳 熱 系 數(shù) 的 因 素 （ 2） 流 體 流 動 原 因 強 制 對 流 ： 外 部 機 械 作 功 ， 一 般 流 速 較 大 ， h也 較 大 。 自 然 對 流 ： 由 流 體 密 度 差 造 成 的 循 環(huán) 過 程 , 一 般 流 速 較 小 ， h也 較 小 。（ 1） 流 體 流 動 狀 態(tài) , h： , hRe： ./ 3 CmkJCC PP ，單 位 體 積 流 體 的 熱 容 量： hCP ， hR e ，：

2、 （ 3） 流 體 的 物 理 性 質(zhì) 定 性 溫 度 ： 計 算 表 面 傳 熱 系 數(shù) 的 特 征 溫 度 一 般 ， )(21 21 tttm （ 4） 傳 熱 面 的 形 狀 、 位 置 和 大 小 壁 面 的 形 狀 ， 尺 寸 ， 位 置 、 管 排 列 方 式 等 ， 造 成 邊 界 層 分 離 ， 增 加 湍 動 ， 使 h增 大 。 （ 5） 相 變 化 的 影 響 有 相 變 傳 熱 ： 蒸 汽 冷 凝 、 液 體 沸 騰 ， 無 相 變 傳 熱 ： 強 制 對 流 、 自 然 對 流 ， 一 般 地 ， 有 相 變 時 表 面 傳 熱 系 數(shù) 較 大 。 例 ： 水 強

3、制 對 流 ， 蒸 汽 冷 凝 ， KmWh 2/10000250： KmWh 2/150005000：4.4.2 無 相 變 化 時 對 流 傳 熱 過 程 的 量 綱 分 析 （ 1） 量 綱 分 析 過 程 優(yōu) 點 ： 減 少 實 驗 次 數(shù) ； 依 據(jù) ： 物 理 方 程 各 項 量 綱 一 致 ； 步 驟 ： ： （ a） 通 過 理 論 分 析 和 實 驗 觀 察 ， 確 定 相 關(guān) 因 素 ；（ b） 構(gòu) 造 函 數(shù) 形 式 ； hfpedcba tgclKuh )( ifPa tglcluKhl )()()( 223 ),( pCtglufh 無 相 變 ：（ c） 列 出 量

4、 綱 指 數(shù) 的 線 性 方 程 組 （ M、 L、 T、 ） ；（ d） 規(guī) 定 已 知 量 （ 指 數(shù) ） ， 確 定 余 下 指 數(shù) 表 達 式 ；（ e） 整 理 特 征 數(shù) 方 程 形 式 。 )( rreu GPRfN ，無 相 變 對 流 傳 熱 ： 努 賽 爾 數(shù)hlNu ltdydt y 0)( 平 均 溫 度 梯 度壁 面 處 溫 度 梯 度 無 量 綱 溫 度 梯 度說 明 ： 反 映 對 流 傳 熱 的 強 弱 ， 包 含 表 面 傳 熱 系 數(shù) ； 努 賽 爾 數(shù) 恒 大 于 1。 粘 滯 力慣 性 力 duuduRe 2 說 明 ： 反 映 流 動 狀 態(tài) 對 h

5、的 影 響 。l： 特 征 尺 寸 ， 平 板 流 動 方 向 的 板 長 ； 管 管 徑 或 當 量 直 徑 ； thdydtq y 0)(（ 2） 特 征 數(shù) 的 物 理 意 義 雷 諾 數(shù) 普 朗 特 數(shù) pPr CCP / 熱 擴 散 系 數(shù)導 溫 系 數(shù) 動 量 擴 散 系 數(shù)運 動 粘 度 )( )( av說 明 ： 反 映 流 體 物 性 對 傳 熱 的 影 響 反 映 熱 擴 散 和 動 量 擴 散 的 相 對 大 小 反 映 流 動 邊 界 層 和 熱 邊 界 層 的 相 對 厚 度 tr avP ,1 tr avP ,1 tr avP ,1 使 用 時 注 意 ： * 查

6、取 定 性 溫 度 下 的 物 性 ； * 計 算 所 用 單 位 ， SI制 。 說 明 ： 反 映 自 然 對 流 的 強 弱 程 度 。 格 拉 曉 夫 數(shù) （ 浮 升 力 特 征 數(shù) ）2 23 tlgGr ,化： 單 位 體 積 流 體 浮 力 變tg ),( reu PRfN 1.0/ 2 er RG ),( rru PGfN 10/ 2 er RG ),( , rreu PGRfN 10/1.0 2 er RG 22 Re)( bblu ,/1 C： 體 積 膨 脹 系 數(shù) ， .Re 數(shù)： 表 示 自 然 對 流 的 雷 諾b 強 制 對 流自 然 對 流混 合 對 流 102

7、 103 104 10510100200 2300102 103 10410Gr/Pr=1 管 內(nèi) 強 制 對 流 Nu/Pr0.4與 Re的 關(guān) 系Nu / Pr0.4 Re1 4.4.3 無 相 變 化 的 對 流 傳 熱（ 1） 管 內(nèi) 強 制 對 流 傳 熱 一 般 關(guān) 系 式 ： nrmeu PCRN 傳 熱 流 動 狀 態(tài) 劃 分 （ 區(qū) 別 于 流 體 流 動 時 規(guī) 律 ）2300eR層 流 ： 10000eR湍 流 ：100002300 eR過 渡 流 ： 流 體 在 圓 形 直 管 內(nèi) 湍 流 時 的 表 面 傳 熱 系 數(shù) nreu PRN 8.0023.0 npii c

8、uddh 8.0023.0或 ：a) 一 般 流 體 流 動 狀 態(tài) 不 同 ， 則 c、 m、 n 值 不 同 流 體 被 加 熱 ， n= 0.4流 體 被 冷 卻 ， n= 0.310000eR 1606.0 rP50/ dl Pa3102 定 性 溫 度 ： tm=(t1+t2)/2 特 征 尺 寸 ： 管 內(nèi) 徑 di10000eRnrP 保 證 流 體 達 到 傳 熱 湍 流 ；適 用 條 件 ：說 明 ： 50/ dl 避 開 傳 熱 進 口 段 ， 保 證 穩(wěn) 態(tài) 傳 熱 。 傳 熱 進 口 段 ： 傳 熱 正 在 發(fā) 展 ， h不 穩(wěn) 定 (隨 管 長 增 加 h減 小 )

9、O xNu x或h x Nuxhx Nux或 hx的 變 化 趨 勢 tc,W tc,Wxent t(r,x)充 分 發(fā) 展 了 的 邊 界 層 層 流 情 況 下 流 體 在 管 內(nèi) 溫 度 分 布 進 口 段 溫 度 分 布 和 局 部 表 面 傳 熱 系 數(shù) 的 變 化 傳 熱 進 口 段 長 度 ： 進 口 到 傳 熱 邊 界 層 匯 合 點 間 的 長 度 。說 明 ： 經(jīng) 驗 公 式 ， 有 一 定 誤 差 。 reent PRx 05.0層 流 ： dxent 50湍 流 ：b) 粘 度 較 大 流 體 14.033.08.0 )/(027.0 wreu PRN 近 似 取 ：

10、05.1)( 14.0 w流 體 被 加 熱 ： 95.0)( 14.0 w流 體 被 冷 卻 ： 適 用 條 件 ： 10000eR 1677.0 rP 60/ dl定 性 溫 度 ： tm=(t1+t2)/2 特 征 尺 寸 ： 管 內(nèi) 徑 dic) 流 體 流 過 短 管 （ l/d80 ， 邊 界 層 分 離 ， 使 h ，有 一 個 最 低 點 。 2） 高 雷 諾 數(shù) （ 140000219000）有 兩 個 最 低 點 ： N01： =70-80 ， 層 流 邊 界 層 湍 流 邊 界 層 ； N02： =140 （ 分 離 點 ） ， 發(fā) 生 邊 界 分 離 。 4003002

11、00100500 800700600 160o120o40o0o 80o Nu 不 同 Re下 流 體 橫 向 流 過 圓 管 時 局 部 努 塞爾 數(shù) 的 變 化 Re=21900018600014000010130070800170000 3/1rneu PCRN 常 數(shù) C、 指 數(shù) n見 下 表沿 整 個 管 周 的 平 均 表 面 傳 熱 系 數(shù) ：Re C n0.4444040400040004000040000400000 0.9890.9110.6830.1930.0266 0.3300.3850.4660.6180.805特 征 尺 寸 ： 管 外 徑 管 束 的 排 列 方

12、 式 直 列 （ 正 方 形 ） 、 錯 列 （ 正 三 角 形 ） b) 流 體 橫 向 流 過 管 束 的 表 面 傳 熱 系 數(shù)x2 x 1d直 列 管 束 中 管 子 的 排 列 和 流 體 在 管 束 中 運 動 特 性 的 示 意 x1x2 d錯 列 管 束 中 管 子 的 排 列 和 流 體 在 管 束 中 運 動 特 性 的 示 意 直 列第 一 排 管 直 接 沖 刷 ；第 二 排 管 不 直 接 沖 刷 ； 擾 動 減 弱第 二 排 管 以 后 基 本 恒 定 。 錯 列第 一 排 管 錯 列 和 直 列 基 本 相 同 ； 第 二 排 管 錯 列 和 直 列 相 差 較

13、大 ， 阻 擋 減 弱 ， 沖 刷 增 強 ； 第 三 排 管 以 后 基 本 恒 定 。x2 x1d x1x2 d 各 排 管 h的 變 化 規(guī) 律 0.80.60.40.21.01.61.41.2 120o90o30o0o 60o Nu2.01.8 150o 180o0o 90o 180o直 列 管 束 中 ， 不 同 排 數(shù) 的 圓 管 上局 部 h 沿 周 向 的 變 化（ Re=1.4 104， 空 氣 ）1 2 37 Nu0.80.60.40.21.01.61.41.2 120o90o30o0o 60o 2.01.8 150o 180o 0o 90o 180o 錯 列 管 束 中

14、， 不 同 排 數(shù) 的 圓 管 上局 部 h沿 周 向 的 變 化（ Re=1.4 104， 空 氣 ） 可 以 看 出 ， 錯 列 傳 熱 效 果 比 直 列 好 。 傳 熱 系 數(shù) 的 計 算 方 法 任 一 排 管 子 ： 4.0rneu PRCN C、 、 n 取 決 于 管 排 列 方 式 和 管 排 數(shù) 。特 征 尺 寸 ： 管 外 徑 700005000eR 52.1/1 dx 52.1/2 dx適 用 范 圍 ： iii AAhh /整 個 管 束 平 均 ： 3/16.033.0 reu PRN 大 致 估 算 ： c) 流 體 在 列 管 換 熱 器 管 殼 間 的 傳 熱

15、 裝 有 圓 缺 折 流 板 的 列 管 換 熱 器 圓 缺 折 流 板管 板 折 流 擋 板 ： 殼 程 流 體 的 流 動 方 向 不 斷 改 變 ， 較 小 Re（ Re=100） ， 即 可 達 到 湍 流 。 缺 點 ： 流 動 阻 力 ， 殼 程 壓 降 的 重 要 因 素 。作 用 ： 提 高 湍 動 程 度 ， h， 強 化 傳 熱 ； 加 固 、 支 撐 殼 體 。 圓 缺 折 流 板 示 意 圖管 板 10 102 103 1041010 21 14.031 W 管 殼 式 換 熱 器 表 面 傳 熱 系 數(shù) 計 算 曲 線ReRePr有 折 流 擋 板 時 殼 程 流 體

16、 表 面 傳 熱 系 數(shù) ： 14.03/155.0 )/(36.0 wreu PRN 14.03/155.0 )/(36.0 wree PRdh 或 ： 6102000 eR適 用 條 件 ： 擋 板 切 割 度 ： 25%D。2/)( 21 tttm 定 性 溫 度 ：特 征 尺 寸 ： 流 道 的 當 量 直 徑 。 0 202 )4(4 d dtde 正 方 形 排 列 d0 t 也 可 采 用 關(guān) 聯(lián) 式 ： 0 202 )423(4 d dtde 正 三 角 形 排 列 流 速 的 確 定 ： 按 最 大 流 通 截 面 (最 小 流 速 ) 計 算 。 12 SS 一 般 地 ，

17、 )1( 0tdBDS DS1S2B 說 明 ： 無 折 流 板 時 ， 流 體 平 行 流 過 管 束 ， 按 管 內(nèi) 公 式 計 算 ， 特 征 尺 寸 為 當 量 直 徑 。 d0t (3) 自 然 對 流 傳 熱 溫 度 差 引 起 流 體 密 度 不 均 ， 導 致 流 體 流 動 。 分 類 ： 大 空 間 自 然 對 流 傳 熱 ： 邊 界 層 發(fā) 展 不 受 限 制 和 干 擾 。 有 限 空 間 自 然 對 流 傳 熱 ： 邊 界 層 發(fā) 展 受 到 限 制 和 干 擾 。大 空 間 自 然 對 流 傳 熱 ： 豎 直 壁 面 上 表 面 傳 熱 系 數(shù) 的 分 布 近 壁

18、處 溫 度 與 流 速 的 分 布 沿 豎 壁 自 然 對 流 的 流 動 和 換 熱 特 征ut ,h W,ht ht1ht u yxx h 大 空 間 內(nèi) 流 體 沿 垂 直 壁 面 進 行 自 然 對 流 ： 表 面 傳 熱 系 數(shù) 的 求 取 ： 查 圖 求 解1.6 1.20.80.02.03.22.82.4 64-1 20.4 121080流 體 沿 垂 直 壁 面 作 自 然 對 流 時lg(Nu)與 lg(GrPr)的 關(guān) 系 曲 線lg(GrPr)lg(Nu) 1.20.80.4-0.41.63.22.82.0 20-5 -10.0 864-3流 體 沿 水 平 壁 面 作

19、自 然 對 流 時lg(Nu)與 lg(GrPr)的 關(guān) 系 曲 線lg(GrPr)lg(Nu) nrru PGCN )(大 空 間 內(nèi) 流 體 沿 垂 直 或 水 平 壁 面 進 行 自 然 對 流 傳 熱 時 ：定 性 溫 度 ： 膜 溫 2/)2( 21 wm tttt 定 型 尺 寸 ： 豎 板 ， 豎 管 ， L； 水 平 管 ， 外 徑 do 影 響 因 素 ： 物 性 ， 傳 熱 面 積 、 形 狀 、 放 置 方 式 ；系 數(shù) C和 指 數(shù) n的 取 值 見 下 表 ： 經(jīng) 驗 關(guān) 聯(lián) do L 傳 熱 面 的 形狀 及 位 置 GrPr C n 特 征 長 度垂 直 的 平

20、板及 圓 柱 面 10-1104104 109109 1013 查 圖 4.1.15(a) 0.59 0.1 查 圖 4.1.15(a)1/41/3 高 度 L水 平 圓 柱 面 010-510-510410410910 91011 0.4查 圖 4.1.15(b)0.530.13 0查 圖 4.1.15(b)1/41/3 外 徑 d0水 平 板 熱 面朝 上 或 水 平板 冷 面 朝 下 2 1048 106 8 1061011 0.540.15 1/41/3 矩 形 取 兩 邊 平均 值 圓 盤 0.9d狹 長 條 取 短 邊水 平 板 熱 面朝 下 或 水 平板 冷 面 朝 上 1051

21、011 0.58 1/5 有 相 變 對 流 傳 熱 的 特 點 相 變 過 程 中 產(chǎn) 生 大 量 相 變 熱 （ 潛 熱 ） ；例 ： 水 4.4.4 有 相 變 化 的 對 流 傳 熱 kgkJrC /4.22581000 時 ， 汽 化 潛 熱 CkgkJCpC 00 /187.41000 ， 比 熱 無 相 變相 變一 般 ： hh 相 變 過 程 有 其 特 殊 傳 熱 規(guī) 律 ， 傳 熱 更 為 復 雜 ； 分 為 蒸 汽 冷 凝 與 液 體 沸 騰 兩 種 情 況 。 (1) 蒸 汽 冷 凝 機 理 優(yōu) 點 ： 飽 和 蒸 汽 具 有 恒 定 的 溫 度 ， 操 作 時 易 于

22、 控 制 蒸 汽 冷 凝 的 表 面 傳 熱 系 數(shù) 較 大 。 冷 凝 方 式 ： 膜 狀 冷 凝 凝 液 呈 液 膜 狀 （ 附 著 力 大 于 表 面 張 力 ） ， 熱 量 ： 蒸 汽 相 液 膜 表 面 固 體 壁 面 。 滴 狀 冷 凝 凝 液 結(jié) 為 小 液 滴 （ 附 著 力 小 于 表 面 張 力 ） ， 有 裸 露 壁 面 ， 直 接 傳 遞 相 變 熱 。比 較 兩 種 冷 凝 方 式 的 表 面 傳 熱 系 數(shù) h滴 狀 冷 凝 h膜 狀 冷 凝 ， 相 差 幾 倍 到 幾 十 倍 ， 但 工 業(yè) 操 作 上 ， 多 為 膜 狀 冷 凝 。 膜 狀 冷 凝滴 狀 冷 凝

23、 (2) 膜 狀 冷 凝 表 面 傳 熱 系 數(shù) 努 塞 爾 方 程 的 理 論 推 導 研 究 ： 垂 直 管 外 或 壁 面 的 膜 狀 冷 凝 ；方 法 ： 真 實 模 型 簡 化 模 型 數(shù) 學 模 型 求 解 。 膜 狀 冷 凝 的 真 實 過 程 h x 簡 化 的 物 理 模 型 液 膜 很 薄 ， 層 流 流 動 ， 傳 熱 方 式 為 導 熱 ， 溫 度 分 布 為 線 性 ； 蒸 汽 靜 止 ， 汽 -液 界 面 無 粘 性 應 力 ； 汽 、 液 相 物 性 為 常 數(shù) ， 壁 面 溫 度 恒 定 ， 膜 表 面 溫 度 t =ts； 冷 凝 液 為 飽 和 液 體 。

24、0| yxyu xbyu x ddd xbyg d)( b stsh,tWh,t yth,x,yuyxxd 0 yuxyx 努 塞 爾 特 膜 狀 冷 凝 簡 化 模 型 建 立 數(shù) 學 模 型 求 解 按 假 設 ， xh推 導 膜 厚 ： 412 )4( gr txhx .壁 溫膜 表 面 溫 度其 中 ， ws ttt 4132 )4( txgrhx 則 ： l xdxhLhL 01， 則 平 均 值 ：若 豎 壁 高 為 bdxy)( 取 微 元 體做 受 力 分 析 、 質(zhì) 量 衡 算 、 熱 量 衡 算 ， 得 ： 4132 )(943.0 tLgrh 努 塞 爾 方 程 ： 2/

25、)( wsm ttt 定 性 溫 度 ： 膜 溫 特 征 尺 寸 ： L（ 豎 壁 或 圓 管 壁 高 度 ） 4132 )sin(943.0 tLgrh ws ttt 傾 斜 壁 面 ： 蒸 氣 在 斜 壁 上 的 冷 凝sing 努 塞 爾 方 程 的 無 量 綱 化 液 膜 流 動 雷 諾 數(shù) )/)(/4( SqbSudR mee Mbqm 4)/(4 S 為 流 通 面 積 ；b 為 周 邊 長 度 ；q m/S=G 質(zhì) 量 流 速 。冷 凝 負 荷 : M= qm /b 單 位 潤 濕 周 邊 上 凝 液 的 質(zhì) 量 流 率 ， kg/ms；由 熱 量 衡 算 得 ， rqthA

26、m有 相 變 ： tLMrtbL rqtAh m 則 ： 4132 )(943.0 Mhgh 31312 32 )(47.1 eRgh 于 是 有 ： 3132 2 )( ghh 令 ：說 明 ： 若 為 垂 直 管 外 冷 凝 ， 亦 可 采 用 上 述 努 塞 爾 特 方 程 ， 只 是 Re中 的 潤 濕 周 邊 b需 用 d 0代 替 ， d0為 豎 管 外 徑 。 ,系 數(shù)： 無 量 綱 冷 凝 表 面 傳 熱h MhtLr 即 ：將 上 式 代 入 努 塞 爾 方 程 ， 則 有 ： 3147.1 eRh 量 綱 為 一 努 塞 爾 方 程 。 實 驗 結(jié) 果 ： 實 測 值 高

27、于 理 論 值 （ 約 20%） 原 因 ： 液 膜 的 波 動 、 假 設 的 不 確 切 性(3) 膜 狀 冷 凝 傳 熱 膜 系 數(shù) 的 經(jīng) 驗 關(guān) 聯(lián) 垂 直 管 外 或 壁 面 上 的 冷 凝 （ a） 液 膜 層 流 1800eR 4132 )(13.1 tLgrh 3188.1 eRh實 測 ：（ b） 液 膜 湍 流 4.02 32 )4()(0077.0 31 r tLhgh 或 ： 4.00077.0 eRh 注 意 ： 壁 溫 未 知 時 ， 計 算 應 采 用 試 差 法 。 neCRh 2000eR完 全 由 實 驗 獲 得 水 平 圓 管 外 膜 狀 冷 凝說 明

28、： 此 式 計 算 值 和 實 驗 結(jié) 果 基 本 一 致 。 水 平 管 冷 凝 表 面 傳 熱 系 數(shù) （ a） 水 平 單 管 外 冷 凝 理 論 計 算 ： 按 傾 斜 壁 對 方 位 角 做 積 分 （ 0-1800） 。 410 32 )(725.0 td grh 或 ： 3 151.1 eRh )44Re( Mbqm 其 中 ， 層 流 時 ， 水 平 管 外 膜 狀 冷 凝 （ b） 水 平 管 束 外 冷 凝水 平 管 束 的 排 列 通 常 有 直 排 和 錯 排 兩 種 ：12 3 42 123第 一 排 管 子 ： 冷 凝 情 況 與 單 根 水 平 管 相 同 。其

29、他 各 排 管 子 ： 冷 凝 情 況 必 受 到 其 上 排 管 流 下 冷 凝 液 的 影 響 ， 表 面 傳 熱 系 數(shù) 依 次 下 降 。 水 平 管 束 的 排 列 及 其 對 冷 凝 液 膜 厚 度 的 影 響 410 32 )(725.0 tndgrh 理 論 計 算 平 均 值 ：管 排 數(shù) 不 同 時 ， 采 用 平 均 管 排 數(shù) ： 475.0375.0275.01 321 ).( nnn nnnn zav 475.0 )( i inn4103/2 32 )(725.0 tdn grh 實 驗 值 ： 近 似 取 殼 體 直 徑 上 的 管 根 數(shù) NTc5.01.1 T

30、Tc NN 正 三 角 形 排 列 ： 5.019.1 TTc NN 正 方 形 排 列 ： （ c） 水 平 管 內(nèi) 冷 凝 特 點 ： 考 慮 蒸 汽 流 速 對 h的 影 響 （ 1） 蒸 汽 流 速 不 大 時 ， 凝 液 可 順 利 排 出 ， 可 采 用 管 外 冷 凝 公 式 計 算 。（ 2） 當 蒸 汽 速 度 較 大 時 ， 可 能 形 成 兩 相 流 動 ， 應 參 考 有 關(guān) 公 式 。 蒸 汽 凝 液不 凝 氣 (4) 影 響 冷 凝 傳 熱 的 因 素 冷 凝 液 膜 兩 側(cè) 的 溫 度 差 ： 流 體 物 性 的 影 響 ： 不 凝 性 氣 體 的 影 響 ： 形

31、 成 氣 膜 ， 表 面 傳 熱 系 數(shù) 大 幅 度 下 降 。 蒸 氣 過 熱 的 影 響 ： 過 熱 蒸 汽 ， 若 壁 溫 高 于 飽 和 溫 度 ， 傳熱 過 程 與 無 相 變 對 流 傳 熱 相 同 ； 若 壁 溫 低 于 飽 和 溫 度 ， 按飽 和 蒸 汽 冷 凝 處 理 。 蒸 氣 流 速 的 影 響 ： 流 速 不 大 時 ， 影 響 可 忽 略 ； 流 速 較 大 時 ， 且 與 液 膜 同 向 ， h增 大 ； 流 速 較 大 時 ， 且 與 液 膜 反 向 ， h減 小 。 htttt ws hr均 影 響、 沸 騰 : 沸 騰 時 ， 液 體 內(nèi) 部 有 氣 泡 產(chǎn)

32、 生 ， 氣 泡 產(chǎn) 生 和 運 動 情 況 ， 對 h影 響 極 大 。 沸 騰 分 類 ： 按 設 備 尺 寸 和 形 狀 不 同 池 式 沸 騰 （ 大 容 積 飽 和 沸 騰 ） ； 強 制 對 流 沸 騰 （ 有 復 雜 的 兩 相 流 ） 。 按 液 體 主 體 溫 度 不 同 過 冷 沸 騰 ： 液 體 主 體 溫 度 t t s， 氣 泡 進 入 液 體 主 體 后 冷 凝 。 飽 和 沸 騰 ： tts， 氣 泡 進 入 液 體 主 體 后 不 會 冷 凝 。 （ 5） 液 體 沸 騰 傳 熱 液 體 主 體 t 液 體 主 體 t ts 液 體 主 體 t ts 1) 大

33、容 積 飽 和 沸 騰 傳 熱 機 理 a） 汽 泡 能 夠 存 在 的 條 件 ： rppr lv 2)(2 rpp lv 2 a b c d氣 泡 的 生 成 過 程 氣 泡 的 力 平 衡plpv r 必 須 有 汽 化 核 心 lv ppr 時 ， 要 求當 0b） 汽 泡 產(chǎn) 生 的 條 件 液 體 必 須 過 熱 提 供 必 須 的 汽 化 熱 量 說 明 ： 因 此 無 汽 化 核 心 ， 氣 泡 不 會 產(chǎn) 生 ； 液 體 過 熱 度 增 大 ， 汽 化 核 心 數(shù) 增 多 。rpp lv 2汽 化 核 心 ： 體 積 很 小 的 孔 穴 或 固 體 顆 粒 ， 氣 泡 能 附

34、 著 在 其 周 圍 生 長 。 氣 泡 的 產(chǎn) 生 過 程 沸 騰 過 程 ： 液 體傳 遞 ： 加 熱 面時 ： 無 氣 泡 產(chǎn) 生 ， 熱 量 自 然 對 流 stt 力 進 入 液 體 。心 上 產(chǎn) 生 ， 長 大 后 憑 浮時 ： 氣 泡 首 先 在 汽 化 核stt 過 熱 度 ， 汽 化 核 心 數(shù) ， 氣 泡 產(chǎn) 生 和 長 大 的 速 度 ，使 沸 騰 加 劇 ， 沸 騰 傳 熱 膜 系 數(shù) 。 自 然 對 流沸 騰 hh 說 明 ： 由 于 氣 泡 產(chǎn) 生 ， 使 液 體 擾 動 因 此 ： 0.1 1.0 10 102 103h A B C D E F自 然 對 流 核

35、狀 沸 騰 膜 狀 沸 騰 穩(wěn)定區(qū)不 穩(wěn)定 膜狀沸 騰 溫 度 差 和 表 面 傳 熱 系 數(shù) 關(guān) 系 t = (tw-ts)/ 實 驗 條 件 : 大 容 積 、 飽 和 沸 騰 。 2) 大 容 積 飽 和 沸 騰 曲 線 曲 線 獲 得 ： 作 圖實 驗 ， 并 以 ht ， 即 過 熱 度 ）（ sw ttt AB段 ： 無 相 變 自 然 對 流 ， 無 汽 泡 產(chǎn) 生 ， h 緩 慢 增 加 BC段 ： 核 狀 沸 騰 一 方 面 ， 另 一 方 面 ， 汽 膜 覆 蓋 ， 又 使 h ； 當 兩 者 作 用 相 抵 消 ， 出 現(xiàn) 轉(zhuǎn) 折 點 臨 界 點 （ C點 ） 。 臨 界

36、 值 ： t、 q、 Q CD段 ： 核 狀 、 膜 狀 共 存 ， 膜 覆 蓋 為 主 ， t， h； DEF段 ： 穩(wěn) 定 膜 狀 沸 騰 ， 全 部 膜 覆 蓋 ， t， h； 而 后 輻 射 作 用 加 強 ， t， h。 ；， 使， 汽 泡 數(shù)隨 ht沸 騰 曲 線 意 義 :說 明 ： 工 業(yè) 上 ， 應 嚴 格 控 制 在 核 狀 沸 騰 區(qū) 內(nèi) 操 作 。 3) 影 響 的 因 素 h,物 性 ： h, ,P壓 力 ： 加 熱 壁 面 的 影 響 ： 粗 糙 壁 面 , h ， 光 滑 的 壁 面 , h ； 被 油 脂 污 染 的 壁 面 , h ， 清 潔 表 面 , h ； 水 平 管 束 沸 騰 傳 熱 ， 上 排 管 h 。 響 不 同溫 度 差 ： 不 同 階 段 ， 影 4 ) 沸 騰 傳 熱 膜 系 數(shù) 參 看 有 關(guān) 手 冊 ， 管 外 沸 騰 傳 熱 更 為 常 用 。 （ a） 水 在 105 4 105Pa 壓 力 下 的 核 狀 沸 騰5.033.2123.0 pth （ b） 不 同 液 體 在 不 同 清 潔 面 上 的 核 狀 沸 騰 3/1)( vlwlnrp grqcrP tc