第7章

相變對流傳熱本章重點內(nèi)容重點內(nèi)容：①凝結(jié)與沸騰換熱機理及其特點；②膜狀凝結(jié)換熱分析解及實驗關(guān)聯(lián)式；③大容器飽和核態(tài)沸騰及臨界熱流密度。掌握內(nèi)容：掌握影響凝結(jié)與沸騰換熱的因素。了解內(nèi)容：了解強化凝結(jié)與沸騰換熱的措施及發(fā)展現(xiàn)狀、動態(tài)。7.1

凝結(jié)換熱的模式膜狀凝結(jié)如果凝結(jié)液體能很好地潤濕壁面，就在壁面上鋪展成膜。沿整個壁面形成一層薄膜，并且在重力的作用動，凝結(jié)放出的汽化潛熱必須穿過液膜才能傳到冷卻壁面上去。液膜層就成為傳熱的主要熱阻。液膜厚度直接影響了熱量傳遞。7.1.1

珠狀凝結(jié)與膜狀凝結(jié)珠狀凝結(jié)當(dāng)凝結(jié)液體不能很好的浸潤壁面時，則在壁面上形成許多小液珠。此時壁面的部分表面與蒸氣直接接觸。7.1.1

珠狀凝結(jié)與膜狀凝結(jié)7.1.1

珠狀凝結(jié)與膜狀凝結(jié)圖7-1不同潤濕條件下壁面上液膜形成的接觸角θ7.1.1

珠狀凝結(jié)與膜狀凝結(jié)圖7-2珠裝凝結(jié)無論是膜狀凝結(jié)還是珠狀凝結(jié)，凝結(jié)液體都是構(gòu)成蒸氣與壁面交換熱量的熱阻載體。將蒸氣與冷壁面隔開的液體層的面積越大、越厚，熱阻越大。7.1.2

凝結(jié)液構(gòu)成蒸氣與壁面間的主要熱阻在減小凝結(jié)熱阻方面，珠狀凝結(jié)相比于膜狀凝結(jié)具有很大的優(yōu)越性：在產(chǎn)生珠狀凝結(jié)時，大量的液珠的直徑是很小的（在100μm以下），空出了大量的壁面可與蒸氣直接接觸；所形成的液珠不斷發(fā)展長大，在非水平的壁面上，因受重力作用液珠長大到一定尺寸后就沿壁滾下，并在滾下的過程中，一方面會和相遇的液珠合并成更大的液滴，另一方面也掃清了沿途的液珠，使壁面重復(fù)液珠的形成和成長過程。gtw

ts7.1.2

凝結(jié)液構(gòu)成蒸氣與壁面間的主要熱阻膜狀凝結(jié)時，在冷凝壁面上始終存在一層連續(xù)的液膜，其厚度沿重力的方向增加。膜狀凝結(jié)的熱阻常常比珠狀凝結(jié)大一個數(shù)量級以上。7.1.2

凝結(jié)液構(gòu)成蒸氣與壁面間的主要熱阻gtw

ts7.1.3

膜狀凝結(jié)是工程設(shè)計的依據(jù)珠狀凝結(jié)的關(guān)鍵問題是在常規(guī)金屬表面上難以產(chǎn)生和長久維持。珠狀凝結(jié)時，其熱阻已經(jīng)小到可以忽略不計，因此全世界的研究者一直在研究如何在工程技術(shù)常用的材料表面上長期維持珠狀凝結(jié)。實驗證明，幾乎所有的常用蒸氣，包括水蒸氣在內(nèi)，在純凈的條件下均能在常用工程材料的潔凈表面上得到膜狀凝結(jié)。7.2

膜狀凝結(jié)分析解及計算關(guān)聯(lián)式1916年，努塞爾首先提出了純凈蒸氣層流膜狀凝結(jié)的分析解。液體膜層的導(dǎo)熱熱阻是凝結(jié)過程主要熱阻忽略次要因素從理論上揭示了有關(guān)物理參數(shù)對凝結(jié)傳熱的影響。純凈的飽和蒸氣在均勻壁溫的豎直表面上的層流膜狀凝結(jié)1．對實際問題的簡化假設(shè)常物性；蒸氣

，氣液界面上無對液膜的粘滯應(yīng)力；液膜的慣性力忽略；氣液界面上無溫差，即液膜溫度等于飽和溫度；膜內(nèi)溫度線性分布，即熱量轉(zhuǎn)移只有導(dǎo)熱，而無對流作用；液膜的過冷度可以忽略；ρv

<<ρl

，相對于液相密度，蒸氣密度可以忽略；液膜表面平整無波動。7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解1．對實際問題的簡化假設(shè)7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解圖7-4

努塞爾理論分析的坐標系與邊界條件2．邊界層方程組的簡化凝結(jié)液膜的流動和傳熱符合邊界層的薄層性質(zhì)。7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解圖7-4

努塞爾理論分析的坐標系與邊界條件質(zhì)量守恒方程動量守恒方程2t

22x

y

u

v

p

x

y

ct

t

t

2tu

v

0x

y2v

yt

x

y22x

yy

u

v

F

2u

22x

y

2uxp

2vu

pt

x

y

v

v

v

u

ux

F

u

v能量守恒方程2．邊界層方程組的簡化簡化假設(shè)(1)

常物性p

f

x2u

22x

y

2uxx

yt

u

u

u

plxl

u

v

F

凝結(jié)液膜薄層內(nèi)7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解圖7-4

努塞爾理論分析的坐標系與邊界條件2llld

x

yd

p

2ux

yu

u

g

u

v簡化假設(shè)(3)液膜的慣性力忽略d

p

2u0

l

g

d

x

l

y2l

g凝結(jié)液膜薄層外簡化假設(shè)(2)

蒸氣

，氣液界面上無對液膜的粘滯應(yīng)力。u

v

0

F

u

vt

x

y

u

u

u

222u

x

yp

2uxvx圖7-4

努塞爾理論分析的坐標系與邊界條件vd

xd

p

g7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解p

f

xv

g7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解圖7-4

努塞爾理論分析的坐標系與邊界條件d

p

2u0

l

g

d

x

l

y2vd

p

gd

x簡化假設(shè)(2)

蒸氣

，氣液界面上2u無對液膜的粘滯應(yīng)力。0

l

g

v

g

l

y2v

ll

y2

2u

lg

0簡化假設(shè)(7)7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解圖7-4

努塞爾理論分析的坐標系與邊界條件t

t

2tu

x

v

y

al

y2能量守恒方程2t

u

v

p

x

y

c

2tt

t

t22x

y0y22t

簡化假設(shè)(5)

膜內(nèi)溫度線性分布，即熱量轉(zhuǎn)移只有導(dǎo)熱，而無對流作用。對流項7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解圖7-4

努塞爾理論分析的坐標系與邊界條件微分方程組0y22t

0l

y2

2u

l

gy

0u

0y

u

0yt

tst

tw簡化假設(shè)(4)

氣液界面上無溫差，即液膜溫度等于飽和溫度。7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解圖7-4

努塞爾理論分析的坐標系與邊界條件努塞爾是對微元體直接做力平衡與熱平衡得出上述簡化方程的。上述簡化過程中已經(jīng)直接應(yīng)用了(1)(2)(3)(4)(5)(7)這6個假設(shè)，假設(shè)(8)隱含于其中：上述分析只對液膜表面平整無波紋時才適用，如果表面起波紋，則波紋處就會有垂直于壁面方向的流速，形成局部的回流，動量方程中的對流項就不能予以忽略。2．邊界層方程組的簡化7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解圖7-4

努塞爾理論分析的坐標系與邊界條件

2u

l

g

0l

y2u

0y

u

0y1ll

y

Cy

0u

gy

21l2u

l

g

y2

C

y

C2C

0ll

gC

1y

u

212yll

g3．主要求解過程與結(jié)果7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解圖7-4

努塞爾理論分析的坐標系與邊界條件0y2t

tw2t

y

0y

t

tsy

C3tt

C3

y

C4w4C

tst

tw3C

w

t

yswt

t

t3．主要求解過程與結(jié)果7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解y

u

212yll

g3．主要求解過程與結(jié)果w

s

wt

t

t

t

y以上兩式中引入了未知的液膜厚度。求解的關(guān)鍵在于獲得液膜厚度δ隨x

的變化規(guī)律。為此需要對dx

的微元段做質(zhì)量平衡。7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解圖7-5確定凝結(jié)液截面流量的圖示圖7-6液膜的質(zhì)量與熱量平衡示意圖3．主要求解過程與結(jié)果(1)液膜厚度：7.2.1

努塞爾的蒸氣層流膜狀凝結(jié)分析解1

42ll

l

s

wg

r4

t

t

x

1

43

2

ts

tw

x

l

l

4l

gr

(2)局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：hx

1

43

20hV

43h

d

x

1l

ll

ts

twhxll

l

0.943

gr

lx(3)整個豎壁的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：3．主要求解過程與結(jié)果定性溫度：相變熱按照蒸氣飽和溫度ts；其他物性tm=(ts+tw)/2。對于傾斜壁，則用gsin

代替上式中的g即可。1.

水平圓管表面的凝結(jié)傳熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)7.2.2

豎壁與水平管的比較及實驗驗證定性溫度：相變熱按照蒸氣飽和溫度ts；其他物性tm=(ts+tw)/2。1

43

2Hh

0.729

twl

ll

d

tsgr

2.

球表面的凝結(jié)傳熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)7.2.2

豎壁與水平管的比較及實驗驗證定性溫度：相變熱按照蒸氣飽和溫度ts；其他物性tm=(ts+tw)/2。1

43

2S

twh

0.826l

ll

d

tsgr

7.2.2

豎直管與水平管的比較及實驗驗證3.

水平管外凝結(jié)與豎直管外凝結(jié)的比較在l/d=50時，橫管的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是豎管的2倍。冷凝器通常采用橫管的布置方案。1

43

2V

twh

0.943l

lll

tsgr

dl1

43

2Hh

0.729

twl

ll

d

tsgr

HhV

0.77

d

l

1

4h7.2.2

豎壁與水平管的比較及實驗驗證4.

分析解的的實驗驗證和假設(shè)條件的影響偏高大于20%圖7-7豎壁上水蒸氣膜狀凝結(jié)的理論式和實驗結(jié)果的比較無波動層流Re

20有波動層流Re

c

1600湍流7.2.2

豎壁與水平管的比較及實驗驗證4.

分析解的的實驗驗證和假設(shè)條件的影響1

4llts

tw

gr3

2hV

0.943

l

l

1

20%h

1.13

l

l

l

llts

tw

g

2r3

2

1

4這種偏離主要是膜層表面有波動的結(jié)果。膜層中凝結(jié)液的流動狀態(tài)也有層流與湍流之別。無波動層流Re

20有波動層流Re

c

1600湍流ul

為x=l處液膜層的平均流速de

為該截面處液膜層的當(dāng)量直徑。7.2.3

湍流液膜凝結(jié)膜層Re

數(shù)Re

de

ul7.2.3

湍流液膜凝結(jié)

4

Ac

4

b

4P

bdeRe

de

ul

4ul

4qmlRe

4hlts

tw

rrhts

tw

l

rqmlqml

hl

ts

tw

7.2.3

湍流液膜凝結(jié)r豎壁的膜層Re

數(shù)水平管的膜層Re

數(shù)πdRe

4h

lts

tw

Re

4dhts

tw

r圖7-7

豎壁上水蒸氣膜狀凝結(jié)的理論式和實驗結(jié)果的比較橫管因直徑較小，實際上均在層流范圍。對湍流液膜，除了靠近壁面的層流底層仍依靠導(dǎo)熱來傳遞熱量外，層流底層之外以湍流傳遞為主，傳熱大為增強。7.2.3

湍流液膜凝結(jié)1600對于底部已達到湍流狀態(tài)的豎壁凝結(jié)傳熱，其沿整個壁面的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算式為：式中：hl

為層流段的傳熱系數(shù)；ht

為湍流段的傳熱系數(shù)；xc

為層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鲿r轉(zhuǎn)折點的高度l

為豎壁的總高度clxlh

h

xc

h

1t

l

7.2.3

湍流液膜凝結(jié)實驗關(guān)聯(lián)式：除Prw

用壁溫tw

計算外，其它物理量的定性溫度為ts

，且物性參數(shù)均是指凝結(jié)液。7.2.3

湍流液膜凝結(jié)w

s1

258PrNu

Ga1

3

s

Re3

4

253

9200Pr

Pr

1

4Regl3Ga

2伽利略（Galileo）數(shù)7.3

膜狀凝結(jié)的影響因素及其傳熱強化不凝結(jié)氣體不凝結(jié)氣體增加了傳遞過程的阻力。蒸氣分壓力的下降，使相應(yīng)的飽和溫度下降，減小了凝結(jié)的驅(qū)動力?t，使凝結(jié)過程削弱。管子排數(shù)沿流動方向有n

排管應(yīng)予以修正：理論上：用nd

代替特征長度d

；實際上：計算結(jié)果應(yīng)大于理論結(jié)果。7.3.1

膜狀凝結(jié)的影響因素管內(nèi)冷凝當(dāng)蒸氣流速低時，凝結(jié)液主要在管子底部，蒸氣則位于管子上半部。當(dāng)流速較高時，形成環(huán)狀流動，凝結(jié)液均勻分布在管子四周，而中心為蒸氣核。隨著流動的進行，液膜厚度不斷增厚以致凝結(jié)完時占據(jù)了整個截面。7.3.1

膜狀凝結(jié)的影響因素圖7-8管內(nèi)凝結(jié)時液膜與蒸氣核示意圖蒸氣流速蒸汽流速高時，蒸氣流對液膜表面產(chǎn)生明顯的粘滯應(yīng)力。如果蒸氣流動與液膜向下的流動同方向時，使液膜拉薄，h

增大；反方向時則會阻滯液膜的流動使其增厚，從而使h

減小。蒸氣過熱度前面的 都是針對飽和蒸汽的凝結(jié)而言的。對于過熱蒸氣，把計算式中的潛熱改為過熱蒸氣與飽和液的焓差。7.3.1

膜狀凝結(jié)的影響因素膜狀凝結(jié)的影響因素液膜過冷度及溫度分布的非線性如果考慮過冷度及溫度分布的實際情況，用下式代替計算公式中的r

。r

r

0.68cp

ts

tw

r

r1

0.68Jacp

ts

tw

rJa

雅各布（Jakob）數(shù)1．盡量減薄液膜厚度是強化膜狀凝結(jié)的基本原則蒸氣膜狀凝結(jié)時，熱阻取決于通過液膜層的導(dǎo)熱。①減薄蒸氣凝結(jié)時直接粘滯在固體表面上的液膜；②及時地將傳熱表面上產(chǎn)生的凝結(jié)液體排走，不使其積存在傳熱表面上面進一步使液膜加厚。7.3.2

膜狀凝結(jié)的強化原則和技術(shù)2．強化技術(shù)簡介(1)

減薄液膜厚度的技術(shù)7.3.2

膜狀凝結(jié)的強化原則和技術(shù)圖7-9尖峰上表面張力的作用2．強化技術(shù)簡介(1)

減薄液膜厚度的技術(shù)7.3.2

膜狀凝結(jié)的強化原則和技術(shù)(a)外形示意圖(b)肋片截面圖（白 域）圖7-10整體式低肋管2．強化技術(shù)簡介(1)

減薄液膜厚度的技術(shù)7.3.2

膜狀凝結(jié)的強化原則和技術(shù)(a)三維鋸齒示意圖(b)鋸齒管縱截面圖圖7-11鋸齒管示意圖2．強化技術(shù)簡介(1)

減薄液膜厚度的技術(shù)7.3.2

膜狀凝結(jié)的強化原則和技術(shù)圖7-12二維、三維微肋管7.3.2

膜狀凝結(jié)的強化原則和技術(shù)2．強化技術(shù)簡介(1)

及時排液的方法圖7-13及時排液的措施7.4

沸騰傳熱的模式定義：指液體吸熱后在其特點：產(chǎn)生汽泡的汽化過程（1）液體汽化吸收大量的汽化潛熱；（2）由于汽泡形成和脫離時帶走熱量，使加熱表面不斷受到冷流體的沖刷和

擾動，所以沸騰換熱浸在具有表面的液體中所發(fā)生的沸騰稱大容器沸騰。此時產(chǎn)生的氣泡能

浮升，穿過液體表面進入容器空間強度遠大于無相變的換熱。3.分類：（1）大容器沸騰（池內(nèi)沸騰）：加熱壁面沉3.分類：強制對流沸騰（管內(nèi)沸騰）：流體在管道內(nèi)流動過程中產(chǎn)生的沸騰。過冷沸騰：液體主體溫度未達到飽和溫度，壁溫高于飽和溫度所發(fā)生的沸騰飽和沸騰：液體主體溫度達到飽和溫度，壁溫高于飽和溫度所發(fā)生的沸騰4.實現(xiàn)沸騰的條件：（1)液體必須過熱；（2）要有汽化。7.4

沸騰傳熱的模式7.4.1

大容器飽和沸騰的三個區(qū)域7.4.1

大孤立汽泡區(qū)氣柱氣塊區(qū)7.4.1

大容器飽和沸騰的三個區(qū)域在這兩個區(qū)中，汽泡的擾動劇烈，傳熱系數(shù)和熱流密度都急劇增大。由于汽化

對傳熱起著決定性影響，這兩區(qū)的沸騰統(tǒng)稱為核態(tài)沸騰（或稱泡狀沸騰）。核態(tài)沸騰有溫壓小、傳熱強的特點，所以一般工業(yè)應(yīng)用都設(shè)計在這個范圍。核態(tài)沸騰區(qū)的終點為圖7-14中熱流密度的峰值點。7.4.1

大容器飽汽泡匯聚覆蓋在加熱面上，而蒸汽排除過程越趨。萊登佛羅斯特點7三個區(qū)域這時加熱面上已形成穩(wěn)定的蒸汽膜層，產(chǎn)生的蒸汽有規(guī)則地排離膜層，q隨Δt的增加而增大。7.4.1

大容器飽和沸騰的三個區(qū)域穩(wěn)定膜態(tài)沸騰在物理上與膜狀凝結(jié)有共同點，不過因為熱量必須穿過的是熱阻較大的氣膜，而不是液膜，所以傳熱系數(shù)比凝結(jié)小得多。膜態(tài)沸騰區(qū)7.4.1

大容器飽和沸騰的三個區(qū)域核態(tài)沸騰、過渡沸騰和穩(wěn)定膜態(tài)沸騰三個區(qū)域?qū)儆诜序v傳熱的范圍。對于沸騰傳熱，過程進行的動力是過熱度。7.4.1

大容器飽和沸騰7.4.2

臨監(jiān)視接近qmax的警戒燒毀點7.4.3

氣泡動力學(xué)簡介1．為什么沸騰傳熱有那樣高的傳熱強度在核態(tài)沸騰的范圍內(nèi)，水沸騰時的熱流密度可以高達105~106W的量級，比相同溫差變化范圍內(nèi)水的強制對流傳熱的熱流密度至少高一個數(shù)量級。這樣高的傳熱強度主要是由于汽泡的形成、成長以及脫離加熱壁而所引起的各種擾動所造成的。要進一步強化沸騰傳熱就要設(shè)法增加加熱表面上能產(chǎn)生汽泡的地點——汽化

。7.4.3

氣泡動力學(xué)簡介壁面上的凹坑、細縫、裂穴等最可能成為汽化核心。2．加熱表面上什么地點最容易成為汽化7.4.3

氣泡動力學(xué)簡介首先，在表面上的狹縫地帶，處于狹縫中的液體所受到的加熱的影響比位在平直面上同樣數(shù)量的液體要多得多；其次，狹縫中容易殘留氣體，這種殘留氣體就自然成為產(chǎn)生汽泡的。7.4.3

氣泡動力學(xué)簡介2．加熱表面上什么地點最容易成為汽化增加表面上狹縫、空穴與凹坑成為工程中開發(fā)強化沸騰傳熱的基本目標。7.4.3

氣泡動力學(xué)簡介3．加熱表面上要產(chǎn)生汽泡液體必須過熱汽泡

差與作用于氣液界面上的表面張力平衡。R2

p

p

2Rv

l汽泡生成的條件v

lR

2

p

p7.4.3

氣泡動力學(xué)簡介3．加熱表面上要產(chǎn)生汽泡液體必須過熱忽略液柱靜壓：pl

pspv

psR2

p

p

2Rv

ltv

tsvlt

ttl

ts汽泡外的液體必然是過熱的過熱度tl

tstw

ts最大過熱度7.4.3

氣泡動力學(xué)簡介3．加熱表面上要產(chǎn)生汽泡液體必須過熱忽略液柱靜壓：pl

pspv

plR

2

pv

psR

2

汽泡生成的條件給出了對于半徑為R

的汽泡所必需的壓力差液體的過熱度7.4.3

氣泡動力學(xué)簡介3．加熱表面上要產(chǎn)生汽泡液體必須過熱s

v

d

T

s

d

p

r

T

vv產(chǎn)生半徑為R

的汽泡所需的過熱度sl

sr

R2TT

T

T

pv

psR

2

Rl

sslTv

Ts

T

T

T

T

R

d

T

s

d

p

pv

ps2克勞修斯——克拉貝龍方程2sr

rvs

vT

v

T7.4.3

氣泡動力學(xué)簡介3．加熱表面上要產(chǎn)生汽泡液體必須過熱R

2

pv

ps平衡狀態(tài)的汽泡是很不穩(wěn)定的。汽泡半徑稍微小于半徑

R

，表面張力大于壓差，則汽泡內(nèi)蒸氣凝結(jié)，汽泡

。只有半徑大于半徑R

時，界面上液體不斷蒸發(fā)，汽泡才能成長。在一定壁面過熱度條件下，壁面上只有滿足條件的那些地點，才能成為工作的汽化

。7.4.3

氣泡動力學(xué)簡介3．加熱表面上要產(chǎn)生汽泡液體必須過熱R2

p

p

2Rv

lR

2

pv

ps隨著壁面過熱度的提高，壓差pv-ps

越來越高。汽泡的平衡態(tài)半徑R

將遞減。壁溫

tw

提高時，壁面上越來越小的存氣凹穴處將成為工作的汽化

，從而，汽化

數(shù)隨壁面過熱度的提高而增加。7.5

大容器沸騰傳熱的實驗關(guān)聯(lián)式影響核態(tài)沸騰的因素主要是壁面過熱度和汽化核心數(shù)，汽化 數(shù)又受到壁面材料及其表面狀況、壓力、物性等的支配。7.5.1

大容器飽和核態(tài)沸騰的無量綱關(guān)聯(lián)式Prsllwlvlc

Δ

t0.33

q

pl

Cr

r g

Prsl0.33lΔ

twl

l

v

r

pl

Cr顯熱c潛熱qvg

l

ReJa

f

Re,

Prvlg

R

大容器飽和核態(tài)沸騰的無量綱關(guān)聯(lián)式對于制冷介質(zhì)，庫珀（Cooper）公式rrr0.55P

lg

P

h

Cq

M0.67

0.5

mC

90

Wμmpm

0.12

0.2

lgR

7.5.2

大容器飽和沸騰臨界熱負荷計算式2vmax24

l

l

v

1

vv

1

2q

g

1

4

r1

2vmaxvlg

1

4q

0.149r定性溫度：飽和溫度 無特征長度適用于加熱面為無限大的水平壁加熱面的特征長度大于汽泡平均直徑的3倍當(dāng)壓力遠離臨界壓力時7.5.3

大容器飽和液體膜態(tài)沸騰傳熱計算式1

42

3H

twh

0.729l

lll

tsg

rv

wvv

lv

h

0.62

d

t

ts

g

r3

1

4橫管

凝結(jié)定性溫度：ρl、r

按照蒸氣飽和溫度ts；其他物性tm=(ts+tw)/2。特征長度：管外徑d膜態(tài)沸騰中，汽膜的流動和傳熱在許多方面類似于膜狀凝結(jié)中液膜的流動和傳熱。7.5.3

大容器飽和液體膜態(tài)沸騰傳熱計算式r4

3 4

3c4

3

hh

h由于汽膜熱阻較大，而壁溫在膜態(tài)沸騰時很高，壁面的凈傳熱量除了按沸騰計算的以外，還有輻射傳熱。輻射傳熱的作用會增加汽膜的厚度，因此不能認為，此時的總傳熱量是按對流傳熱與輻射傳熱方式各自計算所得之值的簡單疊加。Tw

Tshr

w

s

T

4

T

4

vv

lv

v

wh

0.62

d

t

ts

g

r3

1

4【例題7-2】Prsllwll

vc

Δ

t0.33

q

pl

Cr

r

g

wlll

1vlcpl

r

Δ

t

CPrs0.33

q0.33

r g

llwll

vcplPrCs

0.33

q0.33

1

r

Δ

t

r

g

【例題7-4】Prsllwlvlc

Δ

t0.33

q

pl

Cr

r

g

l

vlCwlrPrl

r

g

c

Δ

t

3plqs3

l

v

spl

Cwl

rPrlg

c

Δ

tq

l

r【例題7-6】Tw

Tsh4

3

h4

3

h4

3c

rhr

w

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T

4

T

4

wvvv

lv