沸腾换热简介-教程讲义课件.ppt

1、 传热学讲义1 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 传热学讲义2（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 传热学讲义3qmaxqmin1 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 传热学讲义4孤立汽泡区The region of isolated bubbles 传热学讲义5汽块区The region of slugs and columns 传热

2、学讲义6过渡沸腾Transitional boiling regime 传热学讲义7膜态沸腾film boiling 传热学讲义8（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(Critical Heat Flux)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 传热学讲义9三 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2v2RppRllppRv2 传热学讲义102 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lppRv2而且R应小于汽化核心中残留汽泡的半径 传热学讲义113

3、汽泡的脱离直径和频率（1）表面张力越大，越不容易脱离lppgDv（2）浮升力越大，越容易脱离2,1,5.0aCDfa 传热学讲义124 沸腾传热的数学模型目前传热学研究的热点之一！Aggressive Creative Self-motivated 传热学讲义13四 管内沸腾简介 传热学讲义146-5 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thtthqsw)(影响因素太多！传热学讲义15一 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 传热学讲义16St=f(Re,Pr)slwlCPrReSt33.01t

4、twts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=1.7tCrNuplPrReSt)(RevllgrqllpllCPr2 Rohsenow公式适用性广 传热学讲义17上式可以改写为：321Pr)(slwlplvllrCtCgrq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。3tq 传热学讲义1855.05.067.0lgrmrrppMCqhMr液体的分子量C常数pr液体压力与

5、该流体饱和压力之比Rp加热表面粗糙度 mK/W90C66.033.0m3 制冷介质饱和核态沸腾的Cooper公式 mplg2.012.0mR 传热学讲义19三 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：4121max)(24vlvgrq不要求！传热学讲义20四 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！传热学讲义216-6 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腾换热 传热学讲义22一 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

6、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 传热学讲义23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 传热学讲义24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 1009.8 m/s2 的范围内，g对核态沸腾换热规律没有影响，但对自然对流换热有影响。传热学讲义25五 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 传热学讲义26 传热学讲义27作业：6-7 6-10 6-25（Cwl0.013）6-32 6-39预习：7-1 7-2