第7章_相变对流传热.ppt

第七章 相变对流传热;主 要 内 容; 7-1 凝结传热; 2、凝结的分类;(2)凝结的类型;膜状凝结：θ90°,润湿能力强,凝结液能成片,凝结 发生在液膜表面,传热须经过液膜,h较小 珠状凝结：θ90°,润湿能力差,凝结液不能成片, 热 阻较小，故h较大;3、珠状凝结的优、缺点： 　　表面传热系数大，换热强度高； 　　不稳定、不易保持;7.2.1 努塞尔蒸气层流膜状凝结分析解(1916年提出);3、液膜换热微分方程组 ——由边界层对流换热微分方程组简化而得;利用前述假定简化 上述方程，可得;4、方程组的求解与结果;主要求解结果：;7.2.2 竖管与水平管的比较及实验验证;(7-7);上面各式中： ηl、ρl、λl——分别为液膜的动力粘度、密度及 导热系数 l———平板长度（高度） d———管子外径 ts-tw——壁面过冷度;4. 判别液膜流态的依据——膜层雷诺数; 7.2.3 湍流膜状凝结;膜状凝结换热过程的求解步骤:;7-3 膜状凝结的影响因素及其传热的强化;1、不凝结气体的影响;2、管子排数;3、管内冷凝; 4、蒸汽流速的影响; 5、6、蒸气过热与液膜过冷 （只要对潜热项进行适当修正即可）;7.3.2 膜状凝结传热的强化;高效冷凝面;;一般，h锯齿管≈10h光管, h低肋管≈2～4h光管, h微肋管≈3h光管。; 7-4 沸腾传热;沸腾的有关概念;3、分类;大容器沸腾：加热面沉浸在具有自由表面的液 (池内沸腾) 体中, 气泡能脱离表面自由浮升 强制对流沸腾：液体在压差作用下以一定速度 (管内沸腾) 流过加热管内部时，在管内表面 上产生沸腾，气泡不能自由浮升, 被迫与液体一起流动(两相流);1、换热规律——四个区域： (1)自然对流 (2)核态沸腾（孤立汽泡区与汽块区） (3)过渡沸腾（不稳定膜沸腾） (4)稳定膜态沸腾;qmax; 实例:通过管内蒸气的凝结向管外沸腾液体加热 实用控制条件：△t=90% △tc;7.4.3 气泡动力学简介; 最易成为汽化核心处: 表面微小凹逢处;3、气泡存在的条件： ;式中：?—表面张力，N/m； r — 汽化潜热，J/kg； ?v—蒸汽密度，kg/m3； tw — 壁面温度，?C ts—对应压力下的饱和温度，?C 可见，(tw–ts )?,Rmin? ? 同一加热面上，成为汽化核心的凹穴数量增加 ? 汽化核心数增加 ? 换热增强; 7-5 大容器沸腾传热的实验关联式; 主要影响因素：壁面过热度和汽化核心数。 （ 机理较复杂，主要利用经验关系式进行计算）;适用范围：单组分饱和液体在清洁壁面上的沸 腾换热，可用于不同形状的表面。;以上两式中各参数的含义：;2、制冷介质——库珀(Cooper)公式; 7.5.2 大容器饱和沸腾的临界热流密度;7.5.3 大容器饱和液体膜态沸腾传热计算 ——稳定膜态沸腾;1、不考虑辐射影响时水平管外稳定膜态沸腾;2、考虑辐射影响时的总表面传热系数;7-6 沸腾传热的影响因素及强化措施;3、液位高度 液位足够高时， h与液位高度无关； 液位降低到临界 液位Hc时, h随液位 的降低而明显升高 ——低液位沸腾。 常压下的临界液位： Hc =5mm;4、重力加速度 随着航空航天技术的发展，超重力和微重力条件下的传热规律得到蓬勃发展，但目前还远没到成熟的地步，就现有的成果表明：; 6、强制对流沸腾（管内沸腾）;特例一：竖管内强制对流沸腾;特例二：水平管内强制对流沸腾; ???状流动;P323例7-2：根据水的大容器饱和沸腾曲线计算加 热系统的Cwl。;1、强化大容器沸腾的表面结构 ——增加表面凹坑;;2. 强化管内沸腾的表面结构 内螺纹管, 内肋管(图7-22);7. 7 热管;1、带吸液芯的热管 优点：对蒸发段和冷 凝段的位置无任何限制； 缺点：制造成本高;7.7.2 热管的特性： (1) 超导热性与等温性 ——热阻极小的沸腾、凝结两种相变换热过程