西安交通大学传热学课件7

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1、传热学HeatTransfer第七章相变对流传热PhaseChangeHeatTransferGas-liquid1/76传热学HeatTransfer工程应用背景锅炉炉膛中的水冷壁热电厂冷凝器空调、冰箱中的冷凝器和蒸发器蒸汽发生器相变传热的特点热点有潜热释放影响因素太多难点2/76传热学HeatTransfer主要内容凝结传热凝结传热的模式层流膜状凝结分析解实验关联式影响因素及强化沸腾传热沸腾传热的模式大容器饱和沸腾影响因素及强化热管3/76传热学HeatTransfer§7-13凝结传热Condensationheattransfer4/76传热学HeatT

2、ransfer§7-1凝结传热的模式一、凝结的定义蒸汽与低于其饱和温度的壁面接触时形成液体的过程。二、两种存在形态浸润性液体；非浸润性液体。5/76传热学HeatTransfer三、凝结传热的两种模式ttws1、膜状凝结(filmcondensation)沿整个壁面形成一层薄膜，并且在g重力的作用下流动。ttws2、珠状凝结(dropwisecondensation)当凝结液体不能很好地浸润壁面时，则在壁面上形成许多小液珠。g6/76传热学HeatTransfer7/76传热学HeatTransfer8/76传热学HeatTransfer3、说明（1）h珠>h

3、膜（2）珠状凝结很难保持，工程中遇到的凝结传热大多属于膜状凝结（3）主要热阻（4）凝结传热设备的设计依据：膜状凝结9/76传热学HeatTransfer四、膜状凝结传热的应用1、蒸汽压缩制冷循环2、电厂的凝汽器3、电子元器件冷却10/76传热学HeatTransfer11/76传热学HeatTransfer§7-2层流膜状凝结传热凝结传热是一个非常复杂的现象蒸汽流速热物性蒸汽过热度工质与固体壁面不凝结气体液膜过冷度几何因素Nusselt于1916年成功地用理论分析法求解了层流膜状凝结问题物理问题：饱和蒸汽在冷壁面凝结，形成液膜，蒸汽凝结将热量传给冷壁面，求传热

4、系数。12/76传热学HeatTransfer一、Nusselt的分析解1、对实际问题的简化（1）常物性（2）饱和蒸汽总体静止忽略相界面粘性力（3）液膜流动缓慢（4）汽液界面上无温差（5）膜内温度线性分布（6）液膜的过冷度忽略（7）忽略蒸汽密度（8）液膜表面光滑平整无波动13/76传热学HeatTransfer边界层微分方程组：uv0xyuudp2ul(uxvy)dxlgl2ytt2tuval2xyy14/76传热学HeatTransfer考虑（3）液膜的惯性力忽略uu(uv)0l

5、xy考虑（7）忽略蒸汽密度dp0dx？考虑（5）膜内温度线性分布，即热量传递方式只有导热ttuv0xy15/76传热学HeatTransferuv0xyuudp2ul(uxvy)dxlgl2ytt2tuxvyal22y↘dug0ll2dy2dt边界条件：a0l2dyy0时，u0,ttwduy时，0,ttsdy16/76传热学HeatTransfer2、求解结果（1）速度、温度分布lg12uyyl2y？ttt

6、twsw17/76传热学HeatTransfer（2）液膜厚度质量守恒23glqudy1ml03l22gldqdml能量守恒1/4tt4(tt)xswllswrdqdx1ml2grl18/76传热学HeatTransfer（3）局部对流传热系数ttswhdx1ttdx1xswllhx1/423grllhx4(tt)xlsw19/76传热学HeatTransfer（4）整个竖壁的平均表面传热系数14lhhdxhxxll0312

7、34grll0.943lslttwttsw定性温度：tm2注意：r按ts确定20/76传热学HeatTransfer3、几点说明（1）倾斜平板（2）水平圆管外努塞尔的理论分析可推广到水平圆管外的层流膜状凝结1/423grllh0.729Hd(tt)lsw21/76传热学HeatTransfer（3）假设8似乎没用到？（4）定性温度ttswtm2注意：r按ts确定22/76传热学HeatTransfer二、垂直管与水平管的比较和实验验证1、比较水平管与垂直管的对流换热系数之比：14hH0.729lhV0.

8、943d