第六章凝結(jié)與沸騰換熱(參考版)
2024-07-31 23:31本頁(yè)面
【正文】 。 目前有兩種常用的手段： (1)用燒結(jié) 、 釬焊 、 火焰噴涂 、 電離沉積等物理與 化學(xué)手段在換熱表面上形成多孔結(jié)構(gòu) 。 23?? tlgGr ?? nCNu P r)(R e?5 沸騰表面的結(jié)構(gòu) 沸騰表面上的微笑凹坑最容易產(chǎn)生汽化核心 ，因此 ， 凹坑多 ， 汽化核心多 ， 換熱就會(huì)得到強(qiáng)化 。但當(dāng)液位降低到一定值時(shí)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)會(huì)明顯地隨液 位的降低而升高 (臨界液位 )。 1 不凝結(jié)氣體對(duì)膜狀凝結(jié)換熱的影響 與膜狀凝結(jié)換熱不同，液體中的不凝結(jié)氣體會(huì)使沸騰換熱得到某種程度的強(qiáng)化 2 過(guò)冷度 只影響過(guò)冷沸騰，不影響飽和沸騰，因自然對(duì)流換熱時(shí)， ，因此，過(guò)冷會(huì)強(qiáng)化換熱。 167。 rMrPpRq2 大容器沸騰的臨界熱流密度 對(duì)于大容器沸騰的臨界熱流密度的計(jì)算，推薦采用如下半經(jīng)驗(yàn)公式： ? ? 4121m a x )(24 vlvgrq ????? ??3 大容器膜態(tài)沸騰的關(guān)聯(lián)式 （ 1）橫管的膜態(tài)沸騰 413)()(?????????swvvvlvttdgrh????? 式中，除了 r 和 ?l 的值由飽和溫度 ts 決定外，其余物性均以平均溫度 tm ＝ ( tw＋ ts ) / 2 為定性溫度，特征長(zhǎng)度為管子外徑 d, 如果加熱表面為球面，則上式中的系數(shù) 勃洛姆來(lái)建議采用如下 超越方程 來(lái)計(jì)算： 343434 rc hhh ??swswr TTTTh??? )( 44??其中： （ 2）考慮熱輻射作用 由于膜態(tài)換熱時(shí)，壁面溫度一般較高，因此，有必要考慮熱輻射換熱的影響，它的影響有兩部分，一是直接增加了換熱量，另一個(gè)是增大了汽膜厚度，從而減少了換熱量。羅森諾正是在這種思路下，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出了如下實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式： )(Pr?????????vllwlslplgrqCrtc????上式可以改寫為： 321Pr)(?????? ??????? ??slwlplvll rCtCgrq ? ??? 對(duì)于制冷介質(zhì)而言，以下的 庫(kù)珀（ Cooper）公式 目前得到廣泛的應(yīng)用： ? ?mprmrrRmKmWCppMCqh?) 65 沸騰換熱計(jì)算 式 沸騰換熱也是對(duì)流換熱的一種，因此， 牛頓冷卻公式仍然適用 ，即 thtthq sw ???? )(但對(duì)于沸騰換熱的 h卻又許多不同的計(jì)算公式 1 大容器飽和核態(tài)沸騰 影響核態(tài)沸騰的因素主要是過(guò)熱度和汽化核心數(shù)，而汽化核心數(shù)受表面材料、表面狀況、壓力等因素的支配，所以沸騰換熱的情況液比較復(fù)雜，導(dǎo)致了個(gè)計(jì)算公式分歧較大。 2 汽化核心的分析 (1) 汽泡的成長(zhǎng)過(guò)程 實(shí)驗(yàn)表明，通常情況下，沸騰時(shí)汽泡只發(fā)生在加熱面的某些點(diǎn)，而不是整個(gè)加熱面上，這些產(chǎn)生氣泡的點(diǎn)被稱為 汽化核心 ，較普遍的看法認(rèn)為，壁面上的凹穴和裂縫易殘留氣體，是最好的汽化核心，如圖所示。 這一點(diǎn)對(duì)熱流密度可控和溫度可控的兩種情況都非常重要 。 幾點(diǎn)說(shuō)明： （ 1） 上述熱流密度的峰值 qmax 有重大意義 ， 稱為臨界熱流密度 ， 亦稱燒毀點(diǎn) 。此時(shí)，在加熱面上形成穩(wěn)定的蒸汽膜層，產(chǎn)生的蒸汽有規(guī)律地脫離膜層，致使 上升時(shí)，熱流密度 q 上升，此階段稱為 穩(wěn)定膜態(tài)沸騰。 t?minq原因： 汽泡的生長(zhǎng)速度大于汽泡躍離加熱面的速度，使汽泡聚集覆蓋在加熱面上，形成一層蒸汽膜，而蒸汽排除過(guò)程惡化，致使 q m 下降。 t? 3 ）過(guò)渡沸騰 從峰值點(diǎn)進(jìn)一步提高 ，熱流
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