傳熱學第七章課件

1、1第第 七七 章章相變對流傳熱相變對流傳熱2本章主要是介紹有相變的對流換熱，即：凝結和沸本章主要是介紹有相變的對流換熱，即：凝結和沸騰。在這兩種相變換熱過程中，流體都是在飽和溫騰。在這兩種相變換熱過程中，流體都是在飽和溫度下放出或者吸收汽化潛熱，所以換熱過程的性質度下放出或者吸收汽化潛熱，所以換熱過程的性質以及換熱強度都與單相流體的對流換熱有明顯的區(qū)以及換熱強度都與單相流體的對流換熱有明顯的區(qū)別。一般情況下，凝結和沸騰換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)別。一般情況下，凝結和沸騰換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)要比單相流體的對流換熱要比單相流體的對流換熱高出幾倍高出幾倍甚至甚至幾十倍幾十倍。其工業(yè)應用也很廣泛，如發(fā)電廠中的凝

2、汽器、制冷其工業(yè)應用也很廣泛，如發(fā)電廠中的凝汽器、制冷裝置中的冷凝器和蒸發(fā)器、熱管等。裝置中的冷凝器和蒸發(fā)器、熱管等。3冰箱的蒸發(fā)器冰箱的蒸發(fā)器 空調冷凝器（室外機）空調冷凝器（室外機）4研究相變傳熱的目的：研究相變傳熱的目的：1.1.換熱器熱計算及方法換熱器熱計算及方法2.2.設備運行與優(yōu)化設備運行與優(yōu)化要求：要求：相變傳熱過程的基本特點相變傳熱過程的基本特點傳熱計算公式的選擇和應用傳熱計算公式的選擇和應用強化傳熱的基本思路強化傳熱的基本思路強化傳熱的技術手段強化傳熱的技術手段5一、一、凝結換熱凝結換熱 蒸汽在凝結過程中與固體壁面發(fā)生的換熱。蒸汽在凝結過程中與固體壁面發(fā)生的換熱。各種液體各種

3、液體二、凝結換熱的分類二、凝結換熱的分類 1. 1. 膜狀凝結膜狀凝結(filmwise condensation):(filmwise condensation): 在壁面形成完整的液膜的凝結。在壁面形成完整的液膜的凝結。 2. 2. 珠狀凝結珠狀凝結(dropwise condensation)(dropwise condensation)： 凝結液以液珠的形式向下滾落時形成的對流換熱。凝結液以液珠的形式向下滾落時形成的對流換熱。7-1 7-1 凝結傳熱的模式凝結傳熱的模式6 是否形成膜狀凝結主要取決于凝結液的潤濕能力，而潤濕是否形成膜狀凝結主要取決于凝結液的潤濕能力，而潤濕能力又取決于表

4、面張力。表面張力小的潤濕能力強。實踐表明，能力又取決于表面張力。表面張力小的潤濕能力強。實踐表明，幾乎所有的常用蒸氣在純凈條件下在常用工程材料潔凈表面上幾乎所有的常用蒸氣在純凈條件下在常用工程材料潔凈表面上都能得到膜狀凝結。都能得到膜狀凝結。7 珠狀凝結的特點是小液珠在壁面形成、長大、脫落，沿途珠狀凝結的特點是小液珠在壁面形成、長大、脫落，沿途清掃液珠，壁面裸露，蒸氣直接與壁接觸，凝結成新的液珠。清掃液珠，壁面裸露，蒸氣直接與壁接觸，凝結成新的液珠。 在珠狀凝結時，蒸氣與冷卻壁之間沒有液膜熱阻，故傳熱在珠狀凝結時，蒸氣與冷卻壁之間沒有液膜熱阻，故傳熱大的加強。大的加強。 在工業(yè)中常用流體的潤濕

5、能力都比較強。凝結時，先在壁在工業(yè)中常用流體的潤濕能力都比較強。凝結時，先在壁面上凝結成液體，沿壁面下流，逐漸形成液膜。面上凝結成液體，沿壁面下流，逐漸形成液膜。 膜狀凝結時，壁面總被液膜覆蓋，凝結時放出的潛熱必須膜狀凝結時，壁面總被液膜覆蓋，凝結時放出的潛熱必須穿過液膜才能傳到壁面上，故液膜是換熱的主要熱阻。穿過液膜才能傳到壁面上，故液膜是換熱的主要熱阻。 珠狀凝結好珠狀凝結好 難于獲得難于獲得 8一、純凈蒸氣層流膜狀凝結分析解一、純凈蒸氣層流膜狀凝結分析解 凝結換熱是一個非常復雜的現(xiàn)象，如要考慮所有因素將無凝結換熱是一個非常復雜的現(xiàn)象，如要考慮所有因素將無法進行分析。傳熱學中慣用的方法是進

6、行簡化，忽略次要因素，法進行分析。傳熱學中慣用的方法是進行簡化，忽略次要因素，突出主要因素，使理論分析可以進行。突出主要因素，使理論分析可以進行。Nusselt 1916Nusselt 1916年成功地年成功地用理論分析法求解了膜狀凝結問題。下面即為此理論：用理論分析法求解了膜狀凝結問題。下面即為此理論： 1. 1. 物理問題：蒸氣在冷壁面凝結，形成液膜，蒸氣凝結將熱物理問題：蒸氣在冷壁面凝結，形成液膜，蒸氣凝結將熱量傳給冷壁面，求換熱系數(shù)。量傳給冷壁面，求換熱系數(shù)。 7-2 7-2 膜狀凝結分析解及計算關聯(lián)式膜狀凝結分析解及計算關聯(lián)式91 1）常物性；）常物性；2 2）蒸氣是靜止的，汽液界面

7、上無對液膜的粘滯應力；）蒸氣是靜止的，汽液界面上無對液膜的粘滯應力； 3 3）液膜慣性力可以忽略；）液膜慣性力可以忽略； 4 4）汽液界面上無溫差，界面上液膜溫度等于飽和溫度；）汽液界面上無溫差，界面上液膜溫度等于飽和溫度；5 5）膜內溫度分布是線形的，即認為液膜內的熱量轉移只有導）膜內溫度分布是線形的，即認為液膜內的熱量轉移只有導熱，而無對流作用；熱，而無對流作用；6 6）液膜的過冷度可以忽略；）液膜的過冷度可以忽略； 7 7） v v l l， v v 可忽略不計；可忽略不計；8 8）液膜表面平整無波動。）液膜表面平整無波動。2. 2. 基本假設基本假設：10 取如右圖所示的坐標系，取如右

8、圖所示的坐標系，因為液膜具有邊界層的特性，因為液膜具有邊界層的特性，故滿足邊界層微分方程組，故滿足邊界層微分方程組，但要加上重力項。但要加上重力項。0yvxu22ytaytvxtul22yugdxdpyuvxuulll0ypBernoulliBernoulli方程方程 邊界層外邊界層外0 xgpvgdxdpv0)(22yuglvl022ytswttdyduyttuy, 0, 0, 03.3.數(shù)學描述：數(shù)學描述：111)(cygdydulvl2122)(cycygulvl00, 02cuy0)(1cgdydulvl)21(2)(2yygulvl1cyt21cyctwwtctty2, 0wsstc

9、ttty1,wsttc1)(wswttytt4. 4. 求解求解12 ？x x 處的質量流量處的質量流量dyyygudydMMlvlll200021)(lvlllvllgyyg3)(6121)(3032X+dxX+dx 處質量流量的增加處質量流量的增加lvlldgdM)(2對微元體應用熱力學第一定律對微元體應用熱力學第一定律xdrdMdxttdgrwsllvll)(2即即13得得xrgttvllwsll)()(413液膜厚度液膜厚度41)()(4vllwsllrgxttxvllwslldxrgttd003)()(分離變量積分分離變量積分14豎壁的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：豎壁的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：413

10、41)(4)()(4)(xttrgxttrghwslvlllwsllvlllxdxttdxtthdwslwsxx)(?/lxh 4130)()(943.0341wslvlllLLxvttLrghdxhLh5. 5. 局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) Newton cooling LawNewton cooling Law（忽略過冷度）（忽略過冷度）15傾斜壁傾斜壁22sinyugdxdpyuvxuulll4123)(sin943.0wslllttLrgh水平管水平管 Nusselt Nusselt 采用圖解積分得采用圖解積分得4123)(729.0wslllHttdrgh4/1/77. 0dL

11、hhVHVHhhdL,85. 2/時當球表面球表面4123)(826.0wslllSttdrgh16=定性溫度，除定性溫度，除r r 用用 t ts s 外其余皆為外其余皆為( (t tw w+ +t ts s) )/2/2=公式使用范圍，層流公式使用范圍，層流 Re1600Re1600Reynolds NumberReynolds NumberLeudRe 當量直徑當量直徑444WWUfdeMuReL44rMLtthws)(rtthLRews)(4橫管：用橫管：用 d d 代替代替 L L6. 6. 幾點說明幾點說明17慣性力項及液膜過冷度的影響均可略而不計。慣性力項及液膜過冷度的影響均可略

12、而不計。實驗表明，液膜由層流轉變?yōu)橥牧鞯呐R界雷諾數(shù)為實驗表明，液膜由層流轉變?yōu)橥牧鞯呐R界雷諾數(shù)為 16001600。1)(wspttcrJa對于對于PrPr數(shù)接近于數(shù)接近于1 1或大于或大于1 1的流體，只要的流體，只要4/123)(13.12.1wslllttLrghh7. 7. 理論公式的修正理論公式的修正橫管吻合很好。豎壁，橫管吻合很好。豎壁，Re20Re20Re20時，實驗值高時，實驗值高20%20%18 對于對于Re Re 1600 1600 的湍流液膜，熱量的傳遞除了靠近壁面極薄的的湍流液膜，熱量的傳遞除了靠近壁面極薄的層流底層仍依靠導熱方式外，層流底層以外以湍流傳遞為主，換熱層流

13、底層仍依靠導熱方式外，層流底層以外以湍流傳遞為主，換熱比層流時大為增強。對于底部已達到湍流狀態(tài)的豎壁凝結換熱，其比層流時大為增強。對于底部已達到湍流狀態(tài)的豎壁凝結換熱，其沿整個壁面的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)按下式計算：沿整個壁面的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)按下式計算：LxhLxhhctcla19200)253(584/34/12/131Re/PrPrPrReGaNusw除除PrPrw w 的定性溫度用的定性溫度用 t tw w 外，其余均用外，其余均用t ts s，物性為凝結液的，物性為凝結液的 二、湍流膜狀凝結換熱二、湍流膜狀凝結換熱19 例題例題 7-1 7-1 壓力為壓力為1.0131.01310103

14、3Pa Pa 的水蒸氣在方形豎壁上凝的水蒸氣在方形豎壁上凝結。壁的尺寸為結。壁的尺寸為30cm30cm30cm30cm，壁溫保持，壁溫保持9898。計算每小時的。計算每小時的熱換量及凝結蒸汽量。熱換量及凝結蒸汽量。 解：先假設液膜為層流。解：先假設液膜為層流。 根據(jù)根據(jù) t ts s=100=100，查得，查得r r=2257kJ/kg=2257kJ/kg。其他物性按液膜平均溫度其他物性按液膜平均溫度 t tm m=(100+98)/2=99 =(100+98)/2=99 查取，得：查取，得： =958.4kg/m=958.4kg/m3 3, ,=2.825 2.825 1010-4-4kg/

15、(m.s),kg/(m.s),=0.68W/(m.K)0.68W/(m.K)則有：則有：4/123)(13.1wslllttLrgh4/14323)98100(3.010825.268.04.9851022578.913.1K)W/(m1057.12420核算核算ReRe準則：準則：說明原來假設液膜為層流成立。換熱量可按牛頓冷卻公式計說明原來假設液膜為層流成立。換熱量可按牛頓冷卻公式計算：算：凝結蒸汽量為：凝結蒸汽量為：rtthLRews)(41.5910825.2102257)98100(3.01057.14464ReW1083. 223 . 01057. 1)(324WtthAwskg/h

16、5 . 4kg/s1025. 1/1022571083. 2333mkgJWrq21一、膜狀凝結的影響因素一、膜狀凝結的影響因素1. 1. 不凝結氣體：不凝結氣體： 由于不凝結氣體形成氣膜，故由于不凝結氣體形成氣膜，故：1).1).蒸氣要擴散過氣膜，形成阻力；蒸氣要擴散過氣膜，形成阻力； 2).2).氣膜導致蒸氣分壓力降低，從而使氣膜導致蒸氣分壓力降低，從而使t ts s 降低降低：=嚴重性：嚴重性：1% 1% 的不凝結氣體能使的不凝結氣體能使 h h降低降低 60%60%=凝汽器凝汽器4/123)(13.1wslllttLrgh4/34/123)(13.1)(wslllwsttLrgtthq

17、 qts 7-3 7-3 影響膜狀凝結因素的討論影響膜狀凝結因素的討論22232. 2. 管子排數(shù)管子排數(shù) n n排排, , 特征長度特征長度d d nd nd 由于凝結液落下時要產生飛濺以及由于凝結液落下時要產生飛濺以及對液膜的沖擊擾動，會使對液膜的沖擊擾動，會使 h h 增大。增大。3. 3. 管內冷凝管內冷凝244. 4. 蒸氣流速蒸氣流速 前面的理論分析忽略了蒸氣流速的影響。前面的理論分析忽略了蒸氣流速的影響。= u u 向上向上 液膜增厚液膜增厚 h h ；u u 液膜破裂液膜破裂 h h = u u 向下向下 液膜減薄液膜減薄 h h ； u u 液膜破裂液膜破裂 h h 5. 5

18、. 過熱蒸氣過熱蒸氣 實驗證實實驗證實 h-hh-h 代替代替 r r 即可即可6. 6. 液膜過冷度及溫度分布的非線形液膜過冷度及溫度分布的非線形 只要用只要用r r 代替計算公式中的代替計算公式中的 r r，即可：，即可：)(68. 0wspttcrr25二、膜狀凝結的強化原則和技術二、膜狀凝結的強化原則和技術凝結換熱的放熱系數(shù)一般比較大，故在常規(guī)冷凝器中其熱阻不凝結換熱的放熱系數(shù)一般比較大，故在常規(guī)冷凝器中其熱阻不占主導地位。但實際運行中凝汽器的泄漏是不可避免的，空氣占主導地位。但實際運行中凝汽器的泄漏是不可避免的，空氣的漏入使冷凝器平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)明顯下降。實踐表明，采用的漏入使冷凝器

19、平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)明顯下降。實踐表明，采用強化措施可以收到實際效益。某些制冷劑的冷凝器中，強化有強化措施可以收到實際效益。某些制冷劑的冷凝器中，強化有更大現(xiàn)實意義。更大現(xiàn)實意義。強化的原則：強化的原則：盡量減薄粘滯在換熱表面上液膜的厚度。盡量減薄粘滯在換熱表面上液膜的厚度。 強化技術：強化技術：1 1、合理布置、合理布置( (最容易做到最容易做到) ) 橫管布置橫管布置 豎管：盡量減少長度豎管：盡量減少長度=2 2、減少液膜厚度、減少液膜厚度 尖鋒的表面尖鋒的表面4/1/77. 0dLhhVH3 3、使凝結液盡快從換熱表面上排泄掉、使凝結液盡快從換熱表面上排泄掉 如低肋管、縱向溝槽等如低肋管、縱

20、向溝槽等2627(Boiling heat transfer phenomena)(Boiling heat transfer phenomena)一、一、 定義：定義： 物質由物質由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時發(fā)生的換熱叫時發(fā)生的換熱叫沸騰換熱沸騰換熱。 應用：電站中的水冷壁；工業(yè)鍋爐中的省煤器；燒開水；應用：電站中的水冷壁；工業(yè)鍋爐中的省煤器；燒開水；冰箱中氟里昂的蒸發(fā)等。冰箱中氟里昂的蒸發(fā)等。= 沸騰與前面介紹的凝結正好是正反兩個過程沸騰與前面介紹的凝結正好是正反兩個過程= 許多學科中正反過程的（物理機制）公式是一樣的許多學科中正反過程的（物理機制）公式是一樣的= 傳熱有時不一樣（管內強制

21、對流）傳熱有時不一樣（管內強制對流）= 沸騰比凝結復雜得多沸騰比凝結復雜得多 7-4 7-4 沸騰換熱現(xiàn)象沸騰換熱現(xiàn)象28291. 1. 按流動動力分按流動動力分a). a). 大容器大容器( (或池或池) )沸騰沸騰(Pool boiling)(Pool boiling)： 加熱壁面沉浸在有自由表面液體中所發(fā)生加熱壁面沉浸在有自由表面液體中所發(fā)生的沸騰。的沸騰。 二、二、 沸騰換熱的分類沸騰換熱的分類 b). b). 強制對流沸騰強制對流沸騰(Forced (Forced convection boiling)convection boiling)： 液體在外力的作用下，以一定的流液體在外力

22、的作用下，以一定的流速流過壁面時所發(fā)生的沸騰換熱。工業(yè)速流過壁面時所發(fā)生的沸騰換熱。工業(yè)上的沸騰換熱多屬于此。例如冰箱的蒸上的沸騰換熱多屬于此。例如冰箱的蒸發(fā)器。發(fā)器。302. 2. 從主體溫度分：從主體溫度分： a). a). 過冷沸騰過冷沸騰(Subcooled boiling)(Subcooled boiling)： 液體的主體溫度低于相應壓力下飽和溫度時的液體的主體溫度低于相應壓力下飽和溫度時的沸騰換熱。沸騰換熱。 b). b). 飽和沸騰飽和沸騰(Saturated or bulk boiling)(Saturated or bulk boiling)： 液體的主體溫度等于相應壓力下

23、飽和溫度時的沸液體的主體溫度等于相應壓力下飽和溫度時的沸騰換熱。騰換熱。 例如燒開水例如燒開水31 4 4個區(qū)域個區(qū)域( (電阻絲加熱電阻絲加熱) )= A A 區(qū)區(qū) t t44 自然對流自然對流 pure convectionpure convection 過熱液體對流到自由液過熱液體對流到自由液 面后蒸發(fā)面后蒸發(fā) = B,CB,C核態(tài)沸騰核態(tài)沸騰區(qū)區(qū) Nucleate boilingNucleate boiling B B 孤立汽泡區(qū)孤立汽泡區(qū) individual bubble individual bubble regime regime 汽泡彼此不干擾汽泡彼此不干擾, ,對液體擾動對

24、液體擾動大大, ,換熱強換熱強 C C 汽塊區(qū)汽塊區(qū) Continuous column Continuous column regime regime擾動更強擾動更強q q上升上升F ABCDE三、大容器飽和沸騰曲線三、大容器飽和沸騰曲線3233= D D過度沸騰過度沸騰 Transition boiling regimeTransition boiling regime 汽泡迅速形成，許多汽泡連成一片，在壁面上形成一層汽汽泡迅速形成，許多汽泡連成一片，在壁面上形成一層汽 膜，汽膜的導熱系數(shù)低，膜，汽膜的導熱系數(shù)低，q q = 穩(wěn)定膜態(tài)沸騰穩(wěn)定膜態(tài)沸騰 Stable film boiling

25、 regimeStable film boiling regime 汽泡的產生和脫離速度幾乎不變，在壁面上形成穩(wěn)定的汽汽泡的產生和脫離速度幾乎不變，在壁面上形成穩(wěn)定的汽膜膜, , 和和h h幾乎是常數(shù)幾乎是常數(shù); ; q= h q= h t ; t ; t t q q E E區(qū)，輻射比例小，區(qū)，輻射比例小， F F區(qū)輻射所占比例越來越大區(qū)輻射所占比例越來越大= 臨界熱通量（熱流密度）臨界熱通量（熱流密度）(Critical heat flux)(Critical heat flux)： 恒熱流（加熱）恒熱流（加熱）q q=const. =const. 熱流密度與換熱條件無關熱流密度與換熱條件無

26、關 一旦熱流密度超過峰值，工況將沿一旦熱流密度超過峰值，工況將沿q qmaxmax 虛線跳至穩(wěn)定膜虛線跳至穩(wěn)定膜態(tài)沸騰線，態(tài)沸騰線， t t 將猛升至近將猛升至近1000 1000 C C，可能導致設備的燒毀，可能導致設備的燒毀，所以亦稱燒毀點（所以亦稱燒毀點（Burnout pointBurnout point） 電加熱、反應堆恒熱流、實用中設監(jiān)測點電加熱、反應堆恒熱流、實用中設監(jiān)測點。34 1. 1. 汽泡穩(wěn)定存在條件：汽泡穩(wěn)定存在條件：設有一個容器，底面加熱，上面壓力設有一個容器，底面加熱，上面壓力p ps s 對應對應t ts s，如中間有汽泡，其內壓力如中間有汽泡，其內壓力p pv

27、v，溫度，溫度t tv v，周圍流體對應周圍流體對應p pl l , t, tl l 。 穩(wěn)定條件：穩(wěn)定條件：熱平衡熱平衡 力平衡力平衡 = 熱平衡熱平衡 t tl l= t= tv v t tl l t t tv v 液體向汽泡傳熱，汽泡中的汽要膨脹液體向汽泡傳熱，汽泡中的汽要膨脹長大。長大。= 力平衡力平衡 取半個汽泡為控制體，受兩個力取半個汽泡為控制體，受兩個力壓力差壓力差 表面張力表面張力)(v2lppRR2四、汽泡動力學簡介：四、汽泡動力學簡介：35平衡時平衡時如略去液柱壓力，則如略去液柱壓力，則pplsRppRl2)(v2lppRv2sv2ppR討論：討論：1).1).ttlvtp

28、tpssvvsteam) Saturated(相對應相對應同上同上ttttpppplRssvsvsv0,0 這說明在液體發(fā)生相變時，這說明在液體發(fā)生相變時， 實際上是一種近似的實際上是一種近似的說法，其實說法，其實 ，即有過熱的。，即有過熱的。ttlsttls362). 2). 汽泡起始于壁面：汽泡起始于壁面：Rttttppll)(vssv即即 汽泡總是由小至大生長的，汽泡總是由小至大生長的，R R 越小，越易形成。越小，越易形成。其實液體其實液體中中 t tl l 也有分布，在壁面處也有分布，在壁面處t tl l= = t tw w 最高，最高，R R 最小最小, , 故汽泡在故汽泡在壁面上

29、形成，而壁面凹處常有殘存氣體，故最先能滿足汽泡形壁面上形成，而壁面凹處常有殘存氣體，故最先能滿足汽泡形成條件，這樣的地方稱為汽化核心（成條件，這樣的地方稱為汽化核心（Nucleation siteNucleation site）。）。3). 3). t tw w 汽泡增多汽泡增多sv2ppR37381. 1. 大容器飽和核態(tài)沸騰大容器飽和核態(tài)沸騰 影響核態(tài)沸騰的因素主要是：影響核態(tài)沸騰的因素主要是： 壁面過熱度壁面過熱度 汽化核心數(shù)（復雜）（楊工作）汽化核心數(shù)（復雜）（楊工作）1 1）對于水，對于水，米海耶夫推薦的在米海耶夫推薦的在 10105 5-4-410106 6 Pa Pa壓力下大容壓

30、力下大容器飽和沸騰的計算式為：器飽和沸騰的計算式為：5 . 033. 21224. 0pth由由 q q= =h h t t，消去，消去 t t15. 07 . 05335. 0pqh 式中：式中：p p 沸騰絕對壓力沸騰絕對壓力 t=tt=tw w - t- ts s 壁面過熱度壁面過熱度 q q 熱流密度熱流密度 7-5 7-5 沸騰換熱實驗關聯(lián)式沸騰換熱實驗關聯(lián)式392 2）基于核態(tài)沸騰換熱主要是汽泡高度擾動的強制對流換熱的設基于核態(tài)沸騰換熱主要是汽泡高度擾動的強制對流換熱的設想，推薦以下想，推薦以下適用性廣的實驗關聯(lián)式適用性廣的實驗關聯(lián)式：sllvlwlplppgqCtcPr)(33.

31、 040該式還可以改寫成以下便于計算的形式該式還可以改寫成以下便于計算的形式3slpl2/1v)(rPrCtcgrqwlll說明：說明：= 該式實際也是該式實際也是Nu=fNu=f ( (Re, PrRe, Pr ) ) 或或 St= fSt= f ( (Re, PrRe, Pr ) ) 的形式的形式)(vllgrqRetcrStpl)(vlgrq特征質量流速：特征質量流速：特征尺度：特征尺度：413 3）制冷介質，庫珀制冷介質，庫珀(Cooper)(Cooper)公式目前用得較多公式目前用得較多55. 05 . 067. 0)lg(rmrrppMCqh)Km/(W900.660.33C mp

32、lg21. 012. 0Rm式中：式中：M Mr r 為液體的分子量；為液體的分子量；p pr r對比壓力（液體的壓力與其臨對比壓力（液體的壓力與其臨界壓力之比；界壓力之比；R Rp p為表面粗糙度。為表面粗糙度。422.2.大容器沸騰的臨界熱流密度大容器沸騰的臨界熱流密度2/124/12max)(24vvlvvlvgq4/12/1max)(149. 0vlvgq3.3.大容器膜態(tài)沸騰的關聯(lián)式大容器膜態(tài)沸騰的關聯(lián)式4/13)()(62. 0swvvvlvttdgh3/43/43/4rchhhswswrTTTTh)(44橫管的膜態(tài)沸騰橫管的膜態(tài)沸騰考慮輻射傳熱相互影響考慮輻射傳熱相互影響43例題

33、例題 7-4 7-4 在在1.0131.01310105 5PaPa的絕對壓力下，水在的絕對壓力下，水在t tw w=113.9=113.9的的鉑質加熱面上作大容器內沸騰，試求單位加熱面積的汽化率。鉑質加熱面上作大容器內沸騰，試求單位加熱面積的汽化率。解：解： 壁面過熱度壁面過熱度t=t=113.9-100 113.9-100 ，從圖，從圖7-147-14知處于核態(tài)沸知處于核態(tài)沸騰區(qū)，因而可按式騰區(qū)，因而可按式(7(717)17)求取求取 q q 。013. 0wCl從附錄查得，從附錄查得， 時水和水蒸氣的物性為：時水和水蒸氣的物性為：C100stmm3v3kg594. 0kgkJ2257kg

34、4 .958K)(kgkJ220. 4rlplc從表從表7-17-1查得：對于水查得：對于水- -鉑組合：鉑組合：3slpl2/1v)(rPrCtcgrqwlll44s)(mkg102825. 075. 1mN109 .5833llPr代入得：代入得：m2533213W1079. 3)75. 1102257013. 09 .134220(0589. 0)594. 04 .958(8 . 91022570002825. 0q單位加熱面的汽化率為：單位加熱面的汽化率為：s)(kg168. 01022571079. 3m235rq45 1. 1. 不凝結氣體不凝結氣體 與膜狀凝結不同，溶解于液體中的不凝結氣體會使沸騰換與膜狀凝結不同，溶解于液體中的不凝結氣體會使沸騰換熱得到某種強化。因為，隨著工作液體溫度的升高，不凝結氣熱得到某種強化。因為，隨著工作液體溫度的升高，不凝結氣體會從液體中逸出，使壁面附近的微小凹坑得以活化，成為汽體會從液體中逸出，使壁面附近的微小凹坑得以活化，成為汽泡的胚芽，從而使泡的胚芽，從而使 q q t t 沸騰曲線向著沸騰曲線向著 t t減小