相變對(duì)流傳熱ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-13 18:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ρ=,η= 104kg/(),λ=() 4/123)( ????????? wslllttlrgh???? ? ? ?1244/14311231198)K(?????????????????????????????????核算 Re準(zhǔn)則 ： 說(shuō)明原來(lái)假設(shè)液膜為層流成立。 換熱量可按牛頓冷卻公式計(jì)算： K)98100( )(4416124????????????????????rtthLRe ws? ? )(32124 ?????????????ws tthA【 例 】 壓力為 103Pa 的水蒸氣在方形豎壁上凝結(jié)。壁的尺寸為 30cm 30cm，壁溫保持 98℃ 。計(jì)算每小時(shí)的熱換量及凝結(jié)蒸汽量。 凝結(jié)蒸汽量為： kg / 57 333m ??????? ?rq?【 例 】 壓力為 103Pa 的水蒸氣在方形豎壁上凝結(jié)。壁的尺寸為 30cm 30cm，壁溫保持 98℃ 。計(jì)算每小時(shí)的熱換量及凝結(jié)蒸汽量。 ?不凝結(jié)氣體 由于不凝結(jié)氣體形成氣膜，故： 1) 蒸氣要擴(kuò)散過(guò)氣膜，形成阻力； 2) 氣膜導(dǎo)致蒸氣分壓力降低，從而使 ts 降低： 4/123)( ???????? wslllttLrgh??? 膜狀凝結(jié)影響因素及其傳熱強(qiáng)化 4/34/123)()( wslllws ttLrgtthq ??????????????嚴(yán)重性： 1% 的不凝結(jié)氣體能使 h降低 60% ?凝汽器工作中，排除不凝結(jié)氣體是保證設(shè)計(jì)能力的關(guān)鍵 ts↓→ q ↓ ? 蒸氣流速 前面的理論分析忽略了蒸氣流速的影響。 流速較高時(shí)，蒸氣流對(duì)液膜表面產(chǎn)生明顯的粘滯應(yīng)力。 ? u 向上 液膜增厚 h ? ； u ?? 液膜破裂 h ? ? u 向下 液膜減薄 h ? ； u ?? 液膜破裂 h ? ? 蒸氣過(guò)熱度 要考慮過(guò)熱蒸氣與飽和液的焓差。 實(shí)驗(yàn)證實(shí)， hh’ 代替 r 即可 用 r’ 代替計(jì)算公式中的 r： ? ?Jarttcrr wsp )( ???????液膜過(guò)冷度及溫度分布的非線性 ?管子排數(shù) n 理論上， n排管束換熱只需將 d? nd ，但由于凝結(jié)液落下時(shí)要產(chǎn)生飛濺以及對(duì)液膜的沖擊擾動(dòng)，會(huì)使 h 增大； 同一鉛垂面內(nèi)，隨著液膜的積累， h減小。故 前面推導(dǎo)的橫管凝結(jié)換熱的公式只適用于單根橫管。 此時(shí)換熱與蒸氣的流速關(guān)系很大 。 流速低時(shí) ， 凝結(jié)液主要在管子底部 ， 蒸氣則位于管子 上半部 （ a） 。 流速較高時(shí) ， 形成環(huán)狀流動(dòng) ， 凝結(jié)液均勻分布在管子 四周 ， 中心為蒸氣核 （ b） 。 ? 管內(nèi)冷凝 凝結(jié)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(dǎo)地位。但實(shí)際運(yùn)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(shí)踐表明，采用強(qiáng)化措施可以收到實(shí)際效益。某些制冷劑的冷凝器中，強(qiáng)化有更大現(xiàn)實(shí)意義。 ?凝結(jié)表面情況 ? 主要熱阻： 取決于通過(guò)液膜層的導(dǎo)熱 ? 強(qiáng)化原則 ： 盡量減薄粘滯在換熱表面上液膜的厚度。 ? 實(shí)現(xiàn)方法： – 尖鋒的表面 – 使凝結(jié)液盡快從換熱表面上排泄掉 如低肋管、縱向溝槽等 – 表面改性，使膜狀凝結(jié)變?yōu)橹闋钅Y(jié) 如表面涂層（油脂、納米技術(shù)）、離子注入 溝槽管 微肋管 沸騰換熱的模式 ? 沸騰與前面介紹的凝結(jié)正好是正反兩個(gè)過(guò)程 ? 許多學(xué)科中正反過(guò)程的（物理機(jī)制）公式是一樣的 ? 傳熱有時(shí)不一樣（管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流） ? 沸騰比凝結(jié)復(fù)雜得多 沸騰換熱的定義與分類 ? 沸騰 ：當(dāng)液體與高于其飽和溫度的壁面接觸時(shí)，工質(zhì)內(nèi)部形成大量氣泡并由液態(tài)轉(zhuǎn)換到氣態(tài)的一種劇烈的汽化過(guò)程 ? 沸騰換熱 ：指工質(zhì)通過(guò)氣泡運(yùn)動(dòng)帶走熱量，并使其冷卻的一種傳熱方式 ? 應(yīng)用 ： 電站中的水冷壁；工業(yè)鍋爐中的省煤器；燒開(kāi)水；冰箱中氟里昂的蒸發(fā)等。 ? 定義 ?按流動(dòng)動(dòng)力分 a). 大容器 (或池 )沸騰 (Pool boiling)： 加熱壁面沉浸在有自由表面液體中所發(fā)生的沸騰。 b). 強(qiáng)制對(duì)流沸騰 (Forced convection boiling)： 液體在外力的作用下，以一定的流速流過(guò)壁面時(shí)所發(fā)生的沸騰換熱。 工業(yè)上的沸騰換熱多屬于此； 例如：冰箱的蒸發(fā)器； 自然循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面 ? 分類 ?從主體溫度分 a) 過(guò)冷沸騰 (Subcooled boiling)： 液體的主體溫度低于相應(yīng)壓力下飽和溫度時(shí)的沸騰換熱。 b). 飽和沸騰 (Saturated or bulk boiling)： 液體的主體溫度等于相應(yīng)壓力下飽和溫度時(shí)的沸騰換熱。 例如燒開(kāi)水 大容器飽和沸騰曲線 表征了大容器 飽和沸騰 的全部過(guò)程
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