传热传质学第5章—45学时(相变换热).ppt

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1、第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.1凝结换热现象凝结——蒸汽转变为液态的过程凝结的实现蒸汽在亚临界状态下，通过压缩或冷却可在汽空间里进行，也可在冷却表面上进行凝结方式（主要讨论换热表面上的凝结）：膜状凝结——凝结相以稳定的液膜在换热表面上形成。珠状凝结——凝结相在换热表面上形成液滴。控制机理如果凝结液能润湿换热表面形成膜状凝结；如果凝结液不能润湿换热表面形成珠状凝结第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.1凝结换热现象润湿性——液体

2、从固体表面推开气体的现象当θ<90o，液体润湿固体表面当θ>90o，液体不润湿固体表面当θ=0o，液体完全润湿固体表面；当θ=180o，液体完全不润湿固体表面；第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.1凝结换热现象换热特点膜状凝结——液膜为换热的主要热阻珠状凝结——换热系数比膜状凝结高5~10倍。第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.2膜状凝结换热分析解及实验关联式一、表面传热系数的定义s—Saturatedw-wall二、换热热阻=凝

3、结液膜热阻+相分界面热阻(相间热阻)三、换热热流r-汽化潜热第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.2膜状凝结换热分析解及实验关联式四、流动状态的影响凝结液膜的热阻与流动状态有关，通过层流流动液膜的热流主要依靠导热，而通过紊流流动液膜的热流除导热外还以液体的横向掺混。流态的判定：液膜雷诺数ReRe<1600时为层流Re>1600时为紊流第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.2膜状凝结换热分析解及实验关联式四、纯净蒸汽在静止空间内的凝结换

4、热(求表面传热系数h)假设：1.常物性；2.蒸汽静止；3.忽略液膜的惯性力；4.无相间热阻（液膜温度等于饱和温度）；5.液膜内只有导热，无对流（温度线性分布）；6.忽略液膜的过冷度（液体的散热热流不计）；7.汽相密度远小于液相密度；8.液膜表面平整无波动。第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.2膜状凝结换热分析解及实验关联式四、纯净蒸汽在静止空间内的凝结换热(求表面传热系数h)因为所以只要求出液膜厚度沿x的变化，即可求出局部对流换热系数只要求出某一段距离的平均液膜厚度，即可求出该段的平均对流换

5、热系数第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.2膜状凝结换热分析解及实验关联式四、纯净蒸汽在静止空间内的凝结换热(求表面传热系数h)如何求液膜厚度的d，见课本xd第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.2膜状凝结换热分析解及实验关联式四、纯净蒸汽在静止空间内的凝结换热(求表面传热系数h)水平圆管xd第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.2膜状凝结换热分析解及实验关联式四、纯净蒸汽

6、在静止空间内的凝结换热(求表面传热系数h)xd实际液膜下降的过程中，表面要产生波动，凝结换热系数加强，工程上常将理论解放大20%定性温度：除汽化潜热用饱和温度外，其余物性全用tm查第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.2膜状凝结换热分析解及实验关联式四、纯净蒸汽在静止空间内的凝结换热(求表面传热系数h)将Re数代入到换热系数关系式中得：五、紊流膜状凝结换热第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.3影响膜状凝结换热因素的讨论不凝气体：使换

7、热系数减小。蒸汽流速：流动方向一致，换热系数增大流动方向相反，换热系数减小过热蒸汽：计算公式中的汽化潜热改为过热蒸汽与饱和液体的焓差液膜过冷度：用r’代替公式中的r。管排的影响将特征尺度d换成nd。膜状凝结换热的强化第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5.4沸腾换热沸腾——温度高于饱和温度的液体，在容器内产生强烈的汽化并形成汽泡的过程与单相介质对流换热不同有相变沸腾存在着汽泡所携带的附加质量和热量传递第五章凝结与沸腾换热(CondensationandBoilingHeatTransfer)§5

8、.4沸腾换热沸腾分类：大容积沸腾—加热表面沉浸在具有自由表面的液体中的沸腾。强制对流沸腾—主要