【正文】 騰過程 沸騰換熱與凝結(jié)換熱58? 隨后液體在整個截面上達到飽和溫度，進入飽和核態(tài)沸騰。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱61? （ 3）不凝性氣體? 在制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器管路內(nèi)，不凝性氣體如空氣的存在會使蒸發(fā)器內(nèi)的總壓力升高，導(dǎo)致沸點升高，換熱溫差降低，嚴(yán)重影響蒸發(fā)器的吸熱制冷。隨著凝結(jié)過程的進行，液體層在壁面上逐漸增厚，達到一定厚度以后，凝結(jié)液將沿著壁面流下或墜落，但在壁面上覆蓋的液膜始終存在。例如水蒸氣中含有 1％的空氣能使凝結(jié)對流換熱系數(shù)降低 60%。當(dāng)受熱端開始受熱的時候，管壁周圍的液體就會瞬間汽化，產(chǎn)生蒸氣，此時這部分的壓力就會變大，蒸氣流在壓力的作用下向冷凝端流動。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱70圖 強化換熱表面(a)加工出尖鋒； (b)加工出溝槽 圖 沸騰換熱與凝結(jié)換熱71? 一般情況下，由于汽化潛熱和凝結(jié)潛熱的存在，有相變的換熱要比無相變的換熱強度大。? （ 2）蒸汽的流速和流向? 如果蒸汽流動方向與液膜流動方向一致可加速液膜流動，使之變薄，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增大。蒸汽和低于相應(yīng)壓力下飽和溫度的冷壁面相接觸時，就會放出汽化潛熱，凝結(jié)成液體附著在壁面上。? （ 1）液體表面壓力? 液體表面壓力的大小決定了液體的沸點（飽和溫度）的高低。當(dāng)液體主體的溫度達到其相應(yīng)壓力下的飽和溫度時，離開加熱面的氣泡不再重新凝結(jié)，這種沸騰稱為飽和沸騰。 自然對流換熱的計算自然對流換熱的計算 單相流體對流換熱計算43? 大空間自然對流換熱的計算表 單相流體對流換熱計算44表 大空間自然對流換熱方程式中的 c、 n值 單相流體對流換熱計算45續(xù)表 單相流體對流換熱計算46? 有限空間自然對流換熱的計算? 有限空間的自然對流換熱是指在封閉的夾層內(nèi)由高溫壁到低溫壁的換熱過程，且其換熱過程是熱壁和冷壁兩個自然對流過程的組合。表 列出了管內(nèi)強制流動努謝爾數(shù) Nu的計算公式。在自然對流中，流體的流動與換熱表面之間的相對位置，對對流換熱的影響較大， 圖 （ b） 所示的平板表面加熱空氣自然對流時，熱面朝上氣流擾動比較激烈，換熱強度大；熱面朝下時流動比較平靜，換熱強度較小?！?）；再如受風(fēng)力影響，房屋墻壁外表面的對流換熱系數(shù)比內(nèi)表面高出一倍以上。 圖 速度邊界層 圖 對流換熱的概念及牛頓冷卻公式8? （ 1）流體在流動方向 x上的流態(tài)變化? 在流體入口處，粘滯力起主導(dǎo)作用，速度梯度相當(dāng)大，流體呈現(xiàn)層流狀態(tài)，形成層流段。? 【 能力目標(biāo) 】? 掌握：各種對流換熱的基本概念。邊界層的厚度一般很小，如 圖 。一般地說，強制對流的流速較自然對流高，因而對流換熱系數(shù)也高。 對流換熱的概念及牛頓冷卻公式15? （ 5）換熱表面的幾何因素? 幾何因素是指換熱表面的形狀、大小、狀況（光滑或粗糙程度）以及相對位置等。在使用準(zhǔn)則數(shù)公式時，要按準(zhǔn)則公式的要求來確定。 單相流體對流換熱計算38圖 (a)順排； (b)叉排表 見圖 單相流體對流換熱計算39表 單相流體對流換熱計算40 單相流體對流換熱計算41 單相流體對流換熱計算42? 流體自然對流換熱是指流體與固體壁面相接觸，由于兩者溫度不同，靠近壁面的流體受壁面溫度的影響，造成流體溫度和密度的改變，流體主體與固體壁面附近的流體間因存在密度的差異而形成浮力，結(jié)果導(dǎo)致固體壁面附近的流體上升（或下降）和流體主體的流體下降（或上升）的自然對流。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱52? 無論是大容器沸騰還是管內(nèi)沸騰，都有過冷沸騰和飽和沸騰之分。但在流速較低時，受重力的影響，氣體和液體分別集中在管的上、下兩半部分，如 圖 。如 圖 ,WTX管管壁加工出很多細(xì)小的凹槽， GEWAT管加工出細(xì)密的螺紋，而多孔管表面形成了多孔結(jié)構(gòu)，通過這些措施，既可以增加汽化核心，也可以增加表面換熱面積，當(dāng)然前者的作用是主要的。所以，工業(yè)冷凝器的設(shè)計均以膜狀凝結(jié)換熱為計算依據(jù)。減小液膜厚度有兩種方法：? ① 在凝結(jié)表面加工出尖鋒，使凝結(jié)液膜拉薄。管的一端為蒸發(fā)段（加熱段），另一端為冷凝段（冷卻段），根據(jù)需要可以在兩段中間布置絕熱段。? （ 4）冷凝器壁面情況的影響? 若冷凝器凝結(jié)壁面粗糙、有銹層或有油膜時，將增加液膜流動的阻力，從而使液膜加厚，增大熱阻，降低對流換熱系數(shù)。因此，液膜越厚，其熱阻越大，對流換熱系數(shù)就越小。但當(dāng)液位降低到一定值時，沸騰對流換熱系數(shù)會明顯地隨液位的降低而升高，這一特定的液位值稱為臨界液位。此時的汽化過程主要發(fā)生在液氣交界面上，熱量主要以對流方式通過液膜，屬于液膜的對流沸騰。K)，而強制對流時的對流換熱系數(shù)最高值才為 104 W/(m2 表 22 流體橫掠單管計算式中的 C， n值 單相流體對流換熱計算37? 流體強制橫向流過管束? 在實際工程中，流體往往不是掠過單管，而是流過由許多管子組成的管束，例如在管式換熱設(shè)備中，管外流體一般從垂直于管軸心的方向沖刷管束。考慮到高職學(xué)生的需要，在這里我們并不打算詳細(xì)介紹各計算公式的由來及推導(dǎo)，只是介紹計算對流換熱系數(shù)的一般方法以及公式的選擇及應(yīng)用。? （ 4）流體的相變? 流體是否發(fā)生了相變，對對流換熱的影響很