對(duì)流換熱教程ppt課件-資料下載頁
2025-04-28 23:35本頁面
【正文】 沸騰換熱與凝結(jié)換熱64? 根據(jù)凝結(jié)液潤濕壁面的性能不同，蒸汽凝結(jié)分為膜狀凝結(jié)和珠狀凝結(jié)兩種。? 如果凝結(jié)液能夠很好地潤濕壁面，就會(huì)在壁面上形成連續(xù)的液體膜，這種凝結(jié)形式稱為膜狀凝結(jié)，如 圖。隨著凝結(jié)過程的進(jìn)行，液體層在壁面上逐漸增厚，達(dá)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。在膜狀凝結(jié)中，純蒸汽凝結(jié)時(shí)氣相內(nèi)不存在溫度差，所以沒有熱阻。而蒸汽凝結(jié)所放出的熱量，必須以導(dǎo)熱的方式通過液膜才能到達(dá)壁面，又由于液體的導(dǎo)熱系數(shù)不大，所以液膜幾乎集中了凝結(jié)換熱的全部熱阻。因此，液膜越厚，其熱阻越大，對(duì)流換熱系數(shù)就越小。膜狀凝結(jié)的對(duì)流換熱系數(shù)主要取決于凝結(jié)液的性質(zhì)和液膜的厚度。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱65? 如果凝結(jié)液不能很好地潤濕壁面，則因表面張力的作用將凝結(jié)液在壁面上集聚為許多小液珠，并隨機(jī)地沿壁面落下，這種凝結(jié)稱為珠狀凝結(jié)，如 圖 。 圖 膜狀凝結(jié)與珠狀凝結(jié) 沸騰換熱與凝結(jié)換熱66? 隨著凝結(jié)過程的進(jìn)行，液珠逐漸增大，待液珠增大到一定程度后，則從壁面上落下，使得壁面重新露出，可供再次生成液珠。由于珠狀凝結(jié)時(shí)蒸汽不必通過液膜的附加熱阻，而直接在傳熱面上凝結(jié)，故其對(duì)流換熱系數(shù)遠(yuǎn)比膜狀凝結(jié)時(shí)的大，有時(shí)大到幾倍甚至幾十倍。? 工程實(shí)際中采用的冷凝器中，大多數(shù)為膜狀凝結(jié)，即使采取了產(chǎn)生珠狀凝結(jié)的措施，也往往因?yàn)閭鳠崦嫔辖Y(jié)垢或其他原因，難以持久地保持珠狀凝結(jié)。所以，工業(yè)冷凝器的設(shè)計(jì)均以膜狀凝結(jié)換熱為計(jì)算依據(jù)。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱67? 影響凝結(jié)換熱的因素? （ 1）蒸汽所受的壓力? 蒸汽所受壓力的大小決定了氣體冷凝溫度（飽和溫度）的高低。在飽和狀態(tài)下，壓力越大，冷凝溫度就越高，與壁面換熱溫差就越大，越有利于凝結(jié)換熱。? （ 2）蒸汽的流速和流向? 如果蒸汽流動(dòng)方向與液膜流動(dòng)方向一致可加速液膜流動(dòng)，使之變薄，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增大。當(dāng)流動(dòng)方向相反時(shí)，會(huì)增加液膜厚度，對(duì)流換熱系數(shù)減小。但如果蒸汽流速較高時(shí)，將會(huì)把液膜吹離表面，不論流向如何，都會(huì)使對(duì)流換熱系數(shù)增大。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱68? （ 3）蒸汽中含有不凝性氣體? 當(dāng)蒸汽中含有不凝性氣體（如空氣、氮?dú)猓r(shí)，即使含量極微，也會(huì)對(duì)凝結(jié)換熱產(chǎn)生十分有害的影響。例如水蒸氣中含有 1％的空氣能使凝結(jié)對(duì)流換熱系數(shù)降低 60%。因?yàn)椴荒Y(jié)氣體層的存在，使蒸汽在抵達(dá)液膜表面進(jìn)行凝結(jié)之前，必須以擴(kuò)散方式穿過不凝結(jié)氣體層，使蒸汽與壁面之間的熱阻加大，削弱了熱量的傳遞。因此，排除不凝性氣體是保證制冷系統(tǒng)冷凝器正常運(yùn)行的關(guān)鍵。? （ 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(shí)，將增加液膜流動(dòng)的阻力，從而使液膜加厚，增大熱阻，降低對(duì)流換熱系數(shù)。因此，要注意保持冷凝器凝結(jié)壁面的光滑和清潔，注重冷凝器的排油操作。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱69? （ 5）冷卻面的排列方式? 對(duì)于單管，管子橫放比豎放的凝結(jié)對(duì)流換熱系數(shù)大。對(duì)于管束，冷凝液體從上面流到下面，處于下面管排的液膜比上面管排的厚一些，凝結(jié)對(duì)流換熱系數(shù)要小一些。因此將管子的排列旋轉(zhuǎn)一定角度，會(huì)減薄下面管子液膜厚度，增強(qiáng)換熱。? （ 6）凝結(jié)表面的幾何形狀? 工程實(shí)際采用的冷凝器中，大多數(shù)為膜狀凝結(jié)，強(qiáng)化換熱的基本原則是盡量減小粘滯在壁面上液膜的厚度。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。? ② 在凝結(jié)表面加工出溝槽，使液膜分段排泄，以提高液膜的排泄速度。如 圖 。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱70圖 強(qiáng)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(qiáng)度大。熱管技術(shù)就是利用流體的汽化吸熱和凝結(jié)放熱，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度傳熱的。熱管，又稱 “熱超導(dǎo)體 ”，它通過在全封閉真空管內(nèi)工質(zhì)的氣、液相變來傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性，比純銅導(dǎo)熱能力高上百倍。熱管的工作原理很簡(jiǎn)單，如圖 ，熱管分為蒸發(fā)受熱端（高溫部分）和冷凝放熱端（低溫部分）兩部分。當(dāng)受熱端開始受熱的時(shí)候，管壁周圍的液體就會(huì)瞬間汽化，產(chǎn)生蒸氣，此時(shí)這部分的壓力就會(huì)變大，蒸氣流在壓力的作用下向冷凝端流動(dòng)。蒸氣流到達(dá)冷凝端后冷凝成液體，同時(shí)也放出大量的熱量，冷凝后的液體借助毛細(xì)力回到蒸發(fā)受熱端完成一次循環(huán)。 熱管技術(shù)熱管技術(shù) 沸騰換熱與凝結(jié)換熱72? 典型的熱管是由管殼、吸液芯和端蓋組成，將管內(nèi)抽到負(fù)壓后充以適量的工作液體，使緊貼管內(nèi)壁的吸液芯毛細(xì)多孔材料中充滿液體后加以密封。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。當(dāng)熱管的一端受熱時(shí)，毛細(xì)芯中的液體蒸發(fā)汽化，蒸氣在微小的壓差下流向另一端放出熱量凝結(jié)成液體，液體再沿多孔材料靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)段。如此循環(huán)不已，熱量由熱管的高溫端傳至低溫端。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱73RE GONG XUE JI CHU高等職業(yè)技術(shù)教育建筑設(shè)備類類專業(yè)規(guī)劃教材高等職業(yè)技術(shù)教育建筑設(shè)備類類專業(yè)規(guī)劃教材武漢理工大學(xué)出版社發(fā)行部地 址：武漢市武昌珞獅路 122號(hào)郵 編： 430070電 話： 02787394412 87383695傳 真： 02787397097熱 工 學(xué) 基礎(chǔ)74
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1