相變對流傳熱要點(diǎn)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1 相變對流傳熱要點(diǎn)相變對流傳熱要點(diǎn) 潤濕能力潤濕能力： 分子作用力的表現(xiàn)。分子作用力的表現(xiàn)。 液體分子之間有液體分子之間有內(nèi)聚力內(nèi)聚力， 液體與壁面分子有液體與壁面分子有附著力附著力。 附著力大于內(nèi)聚力時(shí)，附著力大于內(nèi)聚力時(shí)， 液體潤濕壁面的能力強(qiáng)。液體潤濕壁面的能力強(qiáng)。 例如：例如： 干凈的玻璃表面，干凈的玻璃表面， 水容易鋪展成膜，水容易鋪展成膜， 而水銀形成液珠。而水銀形成液珠。 第1頁/共47頁 7.1.2 7.1.2 凝結(jié)液構(gòu)成了蒸氣與壁面間的主要熱阻凝結(jié)液構(gòu)成了蒸氣與壁面間的主要熱阻 膜狀凝結(jié)：凝結(jié)液膜覆蓋整個(gè)壁面，膜狀凝結(jié)：凝結(jié)液膜覆蓋整個(gè)壁面， 液膜將蒸汽與壁面隔開，液

2、膜將蒸汽與壁面隔開， 形成較大熱阻。形成較大熱阻。 珠狀凝結(jié)：凝結(jié)液珠覆蓋部分壁面，珠狀凝結(jié)：凝結(jié)液珠覆蓋部分壁面， 蒸汽可與換熱壁面直接接觸，蒸汽可與換熱壁面直接接觸， 熱阻較小，熱阻較小， 并且液珠逐漸長大，并且液珠逐漸長大， 到一定程度會沿壁面滾下，到一定程度會沿壁面滾下， 清除沿途的液珠，有利傳熱。清除沿途的液珠，有利傳熱。 因此：珠狀凝結(jié)比膜狀凝結(jié)傳熱效果好。因此：珠狀凝結(jié)比膜狀凝結(jié)傳熱效果好。 第2頁/共47頁 7.1.3 7.1.3 膜狀凝結(jié)是工程設(shè)計(jì)的依據(jù)膜狀凝結(jié)是工程設(shè)計(jì)的依據(jù) 工程實(shí)踐表明：工程實(shí)踐表明： 純凈條件下，平整傳熱表面，都是膜狀凝結(jié)。純凈條件下，平整傳熱表面，都

3、是膜狀凝結(jié)。 工程設(shè)計(jì)中：工程設(shè)計(jì)中： 常用膜狀凝結(jié)進(jìn)行分析計(jì)算，常用膜狀凝結(jié)進(jìn)行分析計(jì)算， 并在此基礎(chǔ)上，采用特殊方法強(qiáng)化傳熱并在此基礎(chǔ)上，采用特殊方法強(qiáng)化傳熱 。 第3頁/共47頁 7.2.1 7.2.1 努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解 7.2 7.2 膜狀凝結(jié)分析解及計(jì)算關(guān)聯(lián)式膜狀凝結(jié)分析解及計(jì)算關(guān)聯(lián)式 1. 1. 對實(shí)際問題的簡化假設(shè)對實(shí)際問題的簡化假設(shè) 純凈、飽和蒸氣、均勻壁溫、層流、膜狀凝結(jié)純凈、飽和蒸氣、均勻壁溫、層流、膜狀凝結(jié) （1 1）常物性；）常物性； （2 2）蒸氣靜止，無粘滯力，即；）蒸氣靜止，無粘滯力，即； （3 3）液膜薄且流速緩慢，忽

4、略慣性力和對流；）液膜薄且流速緩慢，忽略慣性力和對流； （4 4）氣液界面無溫差）氣液界面無溫差 （5 5）液膜導(dǎo)熱無對流，溫度線性分布；）液膜導(dǎo)熱無對流，溫度線性分布； （6 6）忽略液膜過冷度；）忽略液膜過冷度； （7 7）忽略蒸氣密度）忽略蒸氣密度 （8 8）液膜表面平整無波動。）液膜表面平整無波動。 s tt 0 V 0 y u 第4頁/共47頁 凝結(jié)液膜的流動具有邊界層的特征，凝結(jié)液膜的流動具有邊界層的特征， 穩(wěn)態(tài)時(shí)，符合邊界層微分方程組：穩(wěn)態(tài)時(shí)，符合邊界層微分方程組： （液膜體積力（液膜體積力 ） gF lx 2. 2. 邊界層方程組的簡化邊界層方程組的簡化 0 y v x u 2

5、 2 d d y u x p g y u v x u u lll 2 2 y t a y t v x t u l 第5頁/共47頁 簡化：簡化： 動量方程動量方程 液膜層流液膜層流 0 v 0 x u 豎直方向無慣性力，流動慢豎直方向無慣性力，流動慢 壓力梯度壓力梯度0 d d x p 0 y t v x t u 能量方程能量方程 液膜無對流液膜無對流 第6頁/共47頁 邊界層方程組：邊界層方程組： 0 d d 2 2 g y u ll 0 d d 2 2 y t 邊界條件：邊界條件： 0 y 時(shí)：時(shí)： ，0 u w tt y 時(shí)：時(shí)： ， 0 d d y u s tt 第7頁/共47頁 3.

6、 3. 主要求解過程與結(jié)果主要求解過程與結(jié)果( (過程略）過程略） 液膜厚度：液膜厚度： 41 2 4 rg xtt l wsll 局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 41 23 4 xtt gr h wsl ll x 平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 41 23 943. 0 wsl ll V ttl gr h （ 汽化潛熱汽化潛熱）r （ 豎壁高度）豎壁高度） l 第8頁/共47頁 7.2.2 7.2.2 豎直管與水平管的比較及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證豎直管與水平管的比較及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 1. 1. 水平圓管及球表面的凝結(jié)傳熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)水平圓管及球表面的凝結(jié)傳熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 努塞爾的理論分析可推廣，努塞

7、爾的理論分析可推廣， 水平圓管，平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：（水平圓管，平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：（ 外徑）外徑） 41 23 729. 0 wsl ll H ttd gr h 球表面，平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：（球表面，平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：（ 直徑）直徑） 41 23 826. 0 wsl ll S ttd gr h d d 相變潛熱：飽和溫度相變潛熱：飽和溫度 ； 定性溫度：定性溫度： s t 2 wsm ttt 第9頁/共47頁 2. 2. 水平管外凝結(jié)與豎直管外凝結(jié)的比較水平管外凝結(jié)與豎直管外凝結(jié)的比較 兩者不同處：特征長度兩者不同處：特征長度 橫管橫管外徑外徑 ，豎壁，豎壁高度高度d l 在其他條件相同時(shí)：在其

8、他條件相同時(shí)： 41 77. 0 d l h h V H 在在 時(shí)：時(shí)： VH hh2 50 dl 因此：因此：橫管可強(qiáng)化換熱橫管可強(qiáng)化換熱。例如：冷凝器常用橫管布置。例如：冷凝器常用橫管布置。 第10頁/共47頁 3. 3. 分析解的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和假設(shè)條件的影響分析解的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和假設(shè)條件的影響 實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明： 時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論相符；時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論相符； 時(shí)，有偏差；轉(zhuǎn)折點(diǎn)高時(shí)，有偏差；轉(zhuǎn)折點(diǎn)高 20% 20% 。 20 Re 20 Re 工程修正：工程修正： 41 23 13. 1 wsl ll V ttl gr h 第11頁/共47頁 7.2.3 7.2.3 湍流膜狀凝結(jié)湍流膜狀凝

9、結(jié)流動狀態(tài)判別：膜層雷諾數(shù)流動狀態(tài)判別：膜層雷諾數(shù) Re 對豎壁：高對豎壁：高 ，膜厚，膜厚 ，膜寬，膜寬 平均流速平均流速 （ 處流速）處流速） l b l u l 雷諾數(shù)：雷諾數(shù)： elel dudu Re 當(dāng)量直徑：當(dāng)量直徑： 4 44 b b P A d c e mll qu Re 44 第12頁/共47頁 注意：注意： 1 lml uq質(zhì)量流量質(zhì)量流量 wsml ttlhrq 1 換熱量換熱量 r tthl Re ws 4 膜層雷諾數(shù)膜層雷諾數(shù) 實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明： 豎壁豎壁1600 c Re 橫管均為層流，橫管均為層流， rl 第13頁/共47頁 湍流膜狀凝結(jié)：湍流膜狀凝結(jié)：160

10、0 Re 上部層流，下部湍流上部層流，下部湍流 920025358 43 41 21 31 RePrPrPr ReGa Nu sws 平均傳熱：平均傳熱： hlNu 伽利略數(shù)伽利略數(shù)： 23 glGa 定性溫度：定性溫度： s t),( s Prr m t),( w t)( w Pr 特征長度：豎壁高度特征長度：豎壁高度l 第14頁/共47頁 P309習(xí)題習(xí)題7-1 壓力為壓力為1.013105Pa的水蒸氣在方形豎壁上凝結(jié)，的水蒸氣在方形豎壁上凝結(jié)， 壁的尺寸為壁的尺寸為30cm30cm，壁溫保持，壁溫保持98oC。試計(jì)算每小時(shí)的傳熱。試計(jì)算每小時(shí)的傳熱 量及凝結(jié)蒸氣量。量及凝結(jié)蒸氣量。 解解

11、：流動狀態(tài)，無法確定：流動狀態(tài)，無法確定： r tthl Re ws 4 ， ? h 假設(shè)為層流：假設(shè)為層流： Pa10013. 1 5 p 時(shí)，時(shí)， C100 o s t ， kgkJ1 .2257 r P P565 565附錄 附錄1010 定性溫度：定性溫度： C992 o swm ttt 第15頁/共47頁 物性參數(shù)物性參數(shù)：（液膜）：（液膜） 3 mkg4 .958 sPa105 .282 6 ， KmW68. 0 P P563 563附錄 附錄9 9 層流液膜：層流液膜： KmW1057. 113. 1 24 41 23 ws ll ttl gr h 膜層雷諾數(shù)：膜層雷諾數(shù)： 16

12、001 .59 4 r tthl Re ws 換熱量：換熱量： rqtthA mws W1083. 2 3 凝結(jié)蒸氣量：凝結(jié)蒸氣量： hkg50. 4skg1025. 1 3 rqm 第16頁/共47頁 7.3.1 7.3.1 膜狀凝結(jié)的影響因素膜狀凝結(jié)的影響因素 7.3 7.3 膜狀凝結(jié)的影響因素及其傳熱強(qiáng)化膜狀凝結(jié)的影響因素及其傳熱強(qiáng)化 1. 1. 不凝結(jié)氣體不凝結(jié)氣體 來源：蒸氣帶入、蒸氣分解、系統(tǒng)漏入等。來源：蒸氣帶入、蒸氣分解、系統(tǒng)漏入等。 危害：含有危害：含有 1% 1% 空氣，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低空氣，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低 60% 60% 。 原因：不凝結(jié)氣體將蒸氣與液膜隔開，增大了傳熱

13、阻力；原因：不凝結(jié)氣體將蒸氣與液膜隔開，增大了傳熱阻力； 不凝結(jié)氣體還使蒸氣分壓力下降，飽和溫度降低，不凝結(jié)氣體還使蒸氣分壓力下降，飽和溫度降低， 溫差減小，使凝結(jié)過程削弱。溫差減小，使凝結(jié)過程削弱。 措施：斷絕來源，去除不凝結(jié)氣體。措施：斷絕來源，去除不凝結(jié)氣體。 如抽氣器、空氣分離器等。如抽氣器、空氣分離器等。 第17頁/共47頁 2. 2. 管子排數(shù)管子排數(shù) 豎管管束：相互之間不影響凝結(jié)，只增大傳熱面積。豎管管束：相互之間不影響凝結(jié)，只增大傳熱面積。 橫管管束：不重疊時(shí)，不相互影響；橫管管束：不重疊時(shí)，不相互影響； 重疊時(shí)，上排管子凝結(jié)液滴下落時(shí)，有飛濺作用。重疊時(shí)，上排管子凝結(jié)液滴下落

14、時(shí)，有飛濺作用。 會減薄下排管子液膜，同時(shí)產(chǎn)生沖擊擾動，會減薄下排管子液膜，同時(shí)產(chǎn)生沖擊擾動， 兩者都會使傳熱增強(qiáng)。兩者都會使傳熱增強(qiáng)。 3. 3. 管內(nèi)冷凝管內(nèi)冷凝 蒸氣流速不同，管內(nèi)液膜形狀不同，熱阻不同。蒸氣流速不同，管內(nèi)液膜形狀不同，熱阻不同。 低速時(shí)：低速時(shí)： 聚在底部聚在底部 高速時(shí)：高速時(shí)： 分布在四周分布在四周 第18頁/共47頁 4. 4. 蒸氣流速蒸氣流速 在豎壁上，兩種情形：在豎壁上，兩種情形： 蒸氣流速與液膜流動同方向，拉薄液膜，增大傳熱；蒸氣流速與液膜流動同方向，拉薄液膜，增大傳熱； 蒸氣流速與液膜流動反方向，增厚液膜，減弱傳熱。蒸氣流速與液膜流動反方向，增厚液膜，減

15、弱傳熱。 5. 5. 蒸氣過熱度蒸氣過熱度 過熱蒸氣在換熱器中放熱，兩個(gè)階段：過熱蒸氣在換熱器中放熱，兩個(gè)階段： 過熱蒸氣過熱蒸氣飽和蒸氣飽和蒸氣飽和液體飽和液體 因此，過熱蒸氣冷卻會增大傳熱量，但減少了凝結(jié)液的產(chǎn)生。因此，過熱蒸氣冷卻會增大傳熱量，但減少了凝結(jié)液的產(chǎn)生。 6. 6. 液膜過冷度及溫度分布的非線性液膜過冷度及溫度分布的非線性 可對相變熱進(jìn)行修正：可對相變熱進(jìn)行修正： wsp ttcrr 68. 0 第19頁/共47頁 7.3.2 7.3.2 膜狀凝結(jié)的強(qiáng)化原則和技術(shù)膜狀凝結(jié)的強(qiáng)化原則和技術(shù) 1. 1. 盡量減薄液膜厚度是強(qiáng)化膜狀凝結(jié)的基本原則盡量減薄液膜厚度是強(qiáng)化膜狀凝結(jié)的基本

16、原則 兩種方法：兩種方法： 減薄液膜厚度；減薄液膜厚度； 及時(shí)排除液體。及時(shí)排除液體。 2. 2. 強(qiáng)化技術(shù)簡介強(qiáng)化技術(shù)簡介 豎壁、豎管：豎壁、豎管： 降低傳熱面高度，降低傳熱面高度， 豎管改為橫管；豎管改為橫管； 利用尖峰：利用尖峰： 液膜表面張力液膜表面張力 減薄尖峰上液膜厚度。減薄尖峰上液膜厚度。 第20頁/共47頁 內(nèi)側(cè)微肋管：內(nèi)側(cè)微肋管： 有效減少熱阻。有效減少熱阻。 分段排液：分段排液： 控制液膜厚度?？刂埔耗ず穸取?第21頁/共47頁 7.4 7.4 沸騰傳熱的模式沸騰傳熱的模式 7.4.1 7.4.1 大容器飽和沸騰的三個(gè)區(qū)域大容器飽和沸騰的三個(gè)區(qū)域 汽化的兩種形式：汽化的兩種

17、形式： 蒸發(fā)蒸發(fā)：液體表面上的汽化過程。：液體表面上的汽化過程。 沸騰沸騰：液體表面和內(nèi)部劇烈的汽化，同時(shí)產(chǎn)生大量的汽泡。：液體表面和內(nèi)部劇烈的汽化，同時(shí)產(chǎn)生大量的汽泡。 根據(jù)流體運(yùn)動的動力分類：根據(jù)流體運(yùn)動的動力分類： 大容器沸騰大容器沸騰：由于液體內(nèi)溫差和汽泡擾動，引起流體運(yùn)動。：由于液體內(nèi)溫差和汽泡擾動，引起流體運(yùn)動。 管內(nèi)沸騰管內(nèi)沸騰：外加壓力差作用，引起流體流動并維持沸騰。：外加壓力差作用，引起流體流動并維持沸騰。 實(shí)驗(yàn)：不銹鋼電加熱棒，置于盛水的大燒杯中，實(shí)驗(yàn)：不銹鋼電加熱棒，置于盛水的大燒杯中， 將水加熱到飽和溫度，產(chǎn)生沸騰將水加熱到飽和溫度，產(chǎn)生沸騰飽和沸騰飽和沸騰。 提高加熱

18、棒電流密度，可增大提高加熱棒電流密度，可增大過熱度過熱度 。 sw ttt 第22頁/共47頁 自然對流區(qū)自然對流區(qū)： 沸騰還未開始，沸騰還未開始， 加熱壁面上無氣泡，加熱壁面上無氣泡， 水繞加熱棒作自然對流。水繞加熱棒作自然對流。 C4 o t 核態(tài)沸騰區(qū)核態(tài)沸騰區(qū)： 在加熱面的特殊點(diǎn)上在加熱面的特殊點(diǎn)上 產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生氣泡汽化核心汽化核心； 開始?xì)馀葺^小，互不干擾開始?xì)馀葺^小，互不干擾 孤立氣泡區(qū)孤立氣泡區(qū)； C25C4 oo t 第23頁/共47頁 過熱度增加，氣泡合并，過熱度增加，氣泡合并， 成為氣塊、氣柱，成為氣塊、氣柱， 產(chǎn)生氣泡的速度小于產(chǎn)生氣泡的速度小于 氣泡脫離加熱面的速度；氣

19、泡脫離加熱面的速度； 氣泡的劇烈擾動，氣泡的劇烈擾動， 使傳熱急劇增大；使傳熱急劇增大； 沸騰特點(diǎn)：沸騰特點(diǎn)： 溫壓小，傳熱強(qiáng)，溫壓小，傳熱強(qiáng)， 工業(yè)設(shè)計(jì)都在此范圍。工業(yè)設(shè)計(jì)都在此范圍。 第24頁/共47頁 過渡沸騰區(qū)過渡沸騰區(qū)： 加熱表面上氣泡產(chǎn)生速度加熱表面上氣泡產(chǎn)生速度 大于脫離速度，大于脫離速度， 氣泡匯聚覆蓋在加熱面上，氣泡匯聚覆蓋在加熱面上， 形成氣膜，形成氣膜， 氣膜熱阻使傳熱急劇減弱。氣膜熱阻使傳熱急劇減弱。 C200C25 oo t 第25頁/共47頁 膜態(tài)沸騰區(qū)膜態(tài)沸騰區(qū)： 加熱面上加熱面上 形成穩(wěn)定的氣膜層，形成穩(wěn)定的氣膜層， 此時(shí)壁面溫度較高，此時(shí)壁面溫度較高， 輻射傳

20、熱增強(qiáng)，輻射傳熱增強(qiáng)， 熱流密度又開始增大。熱流密度又開始增大。 C200 o t 第26頁/共47頁 7.4.2 7.4.2 臨界熱流密度及其工程意義臨界熱流密度及其工程意義 控制熱流密度控制熱流密度 ： 如電加熱器、核反應(yīng)堆等。如電加熱器、核反應(yīng)堆等。 當(dāng)熱流密度超過峰值當(dāng)熱流密度超過峰值 ， 沸騰會直接跳到膜態(tài)沸騰，沸騰會直接跳到膜態(tài)沸騰， 過熱度會猛升到過熱度會猛升到 10001000o oC C ， 可燒毀設(shè)備可燒毀設(shè)備燒毀點(diǎn)燒毀點(diǎn)。 工程上常設(shè)置警戒點(diǎn)（工程上常設(shè)置警戒點(diǎn)（DNB),DNB), 以免達(dá)到燒毀點(diǎn)。以免達(dá)到燒毀點(diǎn)。 w q 控制壁溫控制壁溫 如蒸發(fā)冷凝器等。如蒸發(fā)冷凝器

21、等。 避免沸騰超過峰值避免沸騰超過峰值 ，使熱流密度降低。，使熱流密度降低。 max q max q w t 第27頁/共47頁 7.4.3 7.4.3 氣泡動力學(xué)簡介氣泡動力學(xué)簡介 1. 1. 為什么沸騰傳熱有那樣高的傳熱強(qiáng)度為什么沸騰傳熱有那樣高的傳熱強(qiáng)度 對水的核態(tài)沸騰：對水的核態(tài)沸騰： 比強(qiáng)制對流至少高一個(gè)數(shù)量級。比強(qiáng)制對流至少高一個(gè)數(shù)量級。 265 mW1010 q 原因：原因： 汽化時(shí)，吸收汽化潛熱汽化時(shí)，吸收汽化潛熱 ； 汽泡運(yùn)動，引起流體劇烈擾動。汽泡運(yùn)動，引起流體劇烈擾動。 r 強(qiáng)化沸騰傳熱：增大汽泡數(shù)量，即增加強(qiáng)化沸騰傳熱：增大汽泡數(shù)量，即增加汽化核心汽化核心。 第28頁/

22、共47頁 2. 2. 加熱表面上什么地點(diǎn)最容易成為汽化核心加熱表面上什么地點(diǎn)最容易成為汽化核心 工程實(shí)踐表明：工程實(shí)踐表明： 加熱壁面上凹坑、細(xì)縫、裂穴等最可能成為汽化核心。加熱壁面上凹坑、細(xì)縫、裂穴等最可能成為汽化核心。 兩方面原因：兩方面原因： 狹縫處加熱面積比平直處大，傳遞熱量多；狹縫處加熱面積比平直處大，傳遞熱量多； 狹縫處容易殘留氣體，成為產(chǎn)生汽泡的核心。狹縫處容易殘留氣體，成為產(chǎn)生汽泡的核心。 第29頁/共47頁 3. 3. 加熱面上要產(chǎn)生汽泡液體必須過熱加熱面上要產(chǎn)生汽泡液體必須過熱 汽泡形成條件：汽泡形成條件： 汽泡內(nèi)外壓力差汽泡內(nèi)外壓力差 表面張力表面張力 RppR lV 2

23、 2 忽略液體靜壓：忽略液體靜壓： SSl tpp 汽泡內(nèi)為飽和壓力：汽泡內(nèi)為飽和壓力： VV tp 熱平衡時(shí)：熱平衡時(shí)： SVl ttt 汽泡公式：汽泡公式： SV tt 即：液體局部必須過熱。即：液體局部必須過熱。 S t V t 第30頁/共47頁 由汽泡公式：由汽泡公式： SV pp R 2 液體過熱度液體過熱度 越大：越大： 越大，越大， 越小，越小， 越易形成汽泡。越易形成汽泡。 Sl tt SV pp R 加熱面過熱度最大，最易形成汽泡；加熱面過熱度最大，最易形成汽泡； 減小，使得較小殘留汽泡減小，使得較小殘留汽泡 成為汽化核心，汽化核心數(shù)量增大。成為汽化核心，汽化核心數(shù)量增大。

24、 R 第31頁/共47頁 7.5 7.5 大容器沸騰傳熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式大容器沸騰傳熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式 7.5.1 7.5.1 大容器飽和核態(tài)沸騰的無量綱關(guān)聯(lián)式大容器飽和核態(tài)沸騰的無量綱關(guān)聯(lián)式 1. Rohsenow1. Rohsenow基本思想：汽泡的產(chǎn)生與脫離造成強(qiáng)烈的擾動?；舅枷耄浩莸漠a(chǎn)生與脫離造成強(qiáng)烈的擾動。 無量綱關(guān)聯(lián)式：無量綱關(guān)聯(lián)式： 隨溫度劇烈變化，隨溫度劇烈變化， s l Vll wl pl Pr gr q C r tc 33. 0 飽和液體的比定壓熱容飽和液體的比定壓熱容 ； pl c 壁面過熱度，壁面過熱度， 汽化潛熱汽化潛熱 ；tr 液體液體- -蒸汽界面的表面張力蒸汽界面的

25、表面張力 ； 加熱表面加熱表面- -液體組合的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)液體組合的經(jīng)驗(yàn)系數(shù) ； wl C 經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，對水經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，對水 ，其他液體，其他液體s1 s7 . 1 s h? hq 第32頁/共47頁 第33頁/共47頁 2. 2. 庫珀公式庫珀公式 對制冷介質(zhì)：對制冷介質(zhì)： 55. 0 5 . 067. 0 lg r m rr ppMCqh KmW90 0.660.33 C m p Rm lg2 . 012. 0 單位單位 液體的相對分子質(zhì)量（分子量）；液體的相對分子質(zhì)量（分子量）； 對比壓力（液體壓力與臨界壓力之比）；對比壓力（液體壓力與臨界壓力之比）； 表面平均粗糙度（表面平均粗糙度（0.3 -

26、 0.4)0.3 - 0.4)。 r M r p p R 第34頁/共47頁 7.5.2 7.5.2 大容器飽和沸騰臨界熱負(fù)荷計(jì)算式大容器飽和沸騰臨界熱負(fù)荷計(jì)算式 泰勒計(jì)算式：泰勒計(jì)算式： 21 2 41 2 max 24 V Vl V Vl V g rq 由實(shí)驗(yàn)修正后：由實(shí)驗(yàn)修正后： 41 21 max 149. 0 VlV grq 對水，實(shí)驗(yàn)值為：對水，實(shí)驗(yàn)值為： 25 max mW107 .11 q 第35頁/共47頁 7.5.3 7.5.3 大容器飽和液體膜態(tài)沸騰傳熱計(jì)算式大容器飽和液體膜態(tài)沸騰傳熱計(jì)算式 膜態(tài)沸騰與膜狀凝結(jié)相似，膜態(tài)沸騰與膜狀凝結(jié)相似， 流動和傳熱都可用邊界層理論分析

27、，結(jié)果也相似。流動和傳熱都可用邊界層理論分析，結(jié)果也相似。 41 3 62. 0 swV VVlV ttd gr h 橫管膜態(tài)沸騰：橫管膜態(tài)沸騰： 飽和溫度：飽和溫度： rt ls , 平均溫度：平均溫度： VVVSwm ttt ,2 特征長度：外徑特征長度：外徑 d 加熱表面為球面：系數(shù)取加熱表面為球面：系數(shù)取 0.67 0.67 第36頁/共47頁 膜態(tài)沸騰應(yīng)考慮輻射傳熱，膜態(tài)沸騰應(yīng)考慮輻射傳熱， 勃洛姆來公式：勃洛姆來公式： 復(fù)合傳熱復(fù)合傳熱 343434 rc hhh 輻射傳熱輻射傳熱 sw sw r TT TT h 44 傳熱表面發(fā)射率；傳熱表面發(fā)射率； 428 KmW1067. 5

28、 第37頁/共47頁 P325例題例題7-4 在在1.013105Pa的絕對壓力下，水在的絕對壓力下，水在tw=113.9oC的的鉑鉑 質(zhì)質(zhì)加熱面上作大容器內(nèi)沸騰，試求單位加熱面積的汽化率。加熱面上作大容器內(nèi)沸騰，試求單位加熱面積的汽化率。 解解：大容器沸騰：大容器沸騰： Pa10013. 1 5 pC100 o s t C9 .13 o sw ttt核態(tài)沸騰核態(tài)沸騰 s l Vll wl pl Pr gr q C r tc 33. 0 水水- -鉑表面，經(jīng)驗(yàn)常數(shù)：鉑表面，經(jīng)驗(yàn)常數(shù)： 0130. 0 wl C 對水，經(jīng)驗(yàn)指數(shù)：對水，經(jīng)驗(yàn)指數(shù)：1 s 第38頁/共47頁 對水對水 時(shí)：時(shí)：C10

29、0 o s t KkgJ10220. 4 3 pl c mN106 .588 4 sPa105 .282 6 l 3 mKg4 .958 l 75. 1 l Pr 對水蒸氣對水蒸氣 時(shí)：時(shí)： C100 o s t kgJ101 .2257 3 r 3 mkg5977. 0 V 第39頁/共47頁 將物性參數(shù)代入，熱流密度：將物性參數(shù)代入，熱流密度： 25 mW1079. 3 q 單位面積汽化率：單位面積汽化率： smkg168. 0 2 r q 第40頁/共47頁 P326例題例題7-6 水平水平鉑線鉑線通電加熱，在通電加熱，在1.013105Pa的水中產(chǎn)生穩(wěn)的水中產(chǎn)生穩(wěn) 態(tài)態(tài)膜態(tài)膜態(tài)沸騰。已知沸騰。已知twts=654oC，導(dǎo)線直徑為，導(dǎo)線直徑為1.27mm，求沸騰傳熱，求沸騰傳熱 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。 解解：Pa10013. 1 5 pC100 o s t 對水對水 時(shí)：時(shí)：C100 o s t 3 mKg4 .958 l kgJ101 .2257 3 r 對水蒸汽對水蒸汽 時(shí)：時(shí)： C4272 o