传热学6-2.ppt

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1、§6-4沸腾换热简介一液体汽化的两种方式（1）定义1蒸发（evaporation）2沸腾（boiling）工质内部形成大量气泡并由液态转换到气态的一种剧烈的汽化过程1（2）分类过冷沸腾饱和沸腾大容器沸腾(池沸腾)强制对流沸腾加热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾↗二大容器饱和沸腾2qmaxqmin1曲线（1）自然对流（2）核态沸腾（3）过渡沸腾（4）膜态沸腾孤立汽泡区汽块区3孤立汽泡区Theregionofisolatedbubbles4汽块区Theregionofslugsandcolumns5过渡沸腾Transitionalboil

2、ingregime6膜态沸腾filmboiling7（1）对于热流密度可以控制的情况2工程指导临界热流密度(CriticalHeatFlux)qmax及相对应的过热度t具有重要的意义（2）对于壁温可以控制的情况8三汽泡动力学简介1液体必须过热潜热汽泡的产生、成长、脱离过程汽泡动力学表面张力＝汽泡内外压力差浮升力＝重力92汽化核心加热表面上凹坑、裂穴最有可能成为汽化核心这些地方的过热度要保证而且R应小于汽化核心中残留汽泡的半径103汽泡的脱离直径和频率（1）表面张力越大，越不容易脱离（2）浮升力越大，越容易脱离114沸腾传热的数学模型目前传热学研究

3、的热点之一！AggressiveCreativeSelf-motivated12四管内沸腾简介13§6-5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，即影响因素太多！14一大容器饱和核态沸腾壁面过热度和汽化核心数计算公式分歧较大目前存在两种计算式1米海耶夫公式－水15St=f(Re,Pr)t＝tw－ts定性温度为tsr—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=1.72Rohsenow

4、公式－适用性广16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t时，则可以将偏差缩小到33％。17Mr－液体的分子量C－常数pr－液体压力与该流体饱和压力之比Rp－加热表面粗糙度m3制冷介质饱和核态沸腾的Cooper公式18三大容器膜态沸腾的关联式二大容器沸腾的临界热流密度书中推荐适用如下经验公式：不要求！19四说明1研究最不彻底！2实验结果与关联式之间偏差很大！3研究热点！20§6-6影响沸腾换热的因素最复杂影响因素最多关联式之间、实验结果与关联式之间重点：沸腾换热的强化只针对大容器沸

5、腾换热21一不凝结气体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液体平均温度小于饱和温度ts时发生的沸腾现象二过冷度在核态沸腾的起始阶段，自然对流占主导地位22图中介质为一个大气压下的水三液位高度液位低于一定高度时，表面传热系数会明显地随液位的降低而升高；液位高于此高度时时，沸腾换热表面传热系数与液位高度无关。临界液位23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：四重力加速度从0.1~1009.8m/s2的范围内，g对核态沸腾换热规律没有影响，但对自然

6、对流换热有影响。24五沸腾表面的结构(1)物理化学手段1强化换热思路：汽化核心2方法用烧结、钎焊、火焰喷涂、电离沉积等(2)机械加工方法3几种典型的强化表面2526作业：6-76-106-25（Cwl＝0.013）6-326-39预习：§7-1§7-227