對流換熱教程ppt課件-閱讀頁
2025-05-13 23:35本頁面
【正文】 溫度，這時流體與管壁之間的換熱是液體的對流換熱。 圖 豎直管內(nèi)沸騰過程 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。隨著液體被加熱和氣泡的繼續(xù)增多，在管中心形成氣體芯，液體被壓成環(huán)狀，緊貼管壁呈薄膜流動，出現(xiàn)環(huán)狀流。繼而液體薄膜受熱進一步汽化，中間氣相的流速繼續(xù)增加。此時管壁接觸的是蒸汽，因此對流換熱系數(shù)驟然下降，管壁溫度升高。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱59? （ 2）水平管內(nèi)沸騰換熱? 對于發(fā)生在水平管內(nèi)的沸騰換熱，如果流速較高時，管內(nèi)的情形與豎直管基本相似。進入環(huán)狀流后，管道上半部容易過熱而燒壞。? （ 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。? （ 2）液體的性質(zhì)? 液體沸騰時，其內(nèi)部的擾動程度，氣、液兩相的導(dǎo)熱能力，以及形成氣泡的脫離與液體的導(dǎo)熱系數(shù)、密度、粘度和表面張力有關(guān)，所以這些因素對沸騰換熱有重要的影響。 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，嚴重影響蒸發(fā)器的吸熱制冷。? （ 4）液位高度? 在大容器沸騰中，當(dāng)傳熱表面上的液位足夠高時，沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與液位高度無關(guān)。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱62? （ 5）沸騰表面的結(jié)構(gòu)? 熱壁面的材料不同，粗糙度不同，則形成氣泡核心的條件不同，對沸騰換熱將產(chǎn)生顯著的影響。壁面越粗糙，氣泡核心越多，越有利于沸騰換熱。為加強換熱，可采用燒結(jié)、釬焊、火焰噴涂、電離沉積等物理與化學(xué)的方法，在換熱器表面上形成一層多孔或多溝槽結(jié)構(gòu)，也可采用機械加工的方法在換熱器表面形成溝槽結(jié)構(gòu)，或在沸騰管路上設(shè)置散熱肋片。 沸騰換熱與凝結(jié)換熱63? 工質(zhì)在飽和溫度下釋放熱量由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過程稱為凝結(jié)（冷凝）。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。 凝結(jié)換熱凝結(jié)換熱圖 強化沸騰換熱的表面結(jié)構(gòu) 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。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。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。膜狀凝結(jié)的對流換熱系數(shù)主要取決于凝結(jié)液的性質(zhì)和液膜的厚度。 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。? 工程實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，也往往因為傳熱面上結(jié)垢或其他原因，難以持久地保持珠狀凝結(jié)。 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。? （ 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。但如果蒸汽流速較高時，將會把液膜吹離表面，不論流向如何，都會使對流換熱系數(shù)增大。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%。因此，排除不凝性氣體是保證制冷系統(tǒng)冷凝器正常運行的關(guān)鍵。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。對于管束，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)對流換熱系數(shù)要小一些。? （ 6）凝結(jié)表面的幾何形狀? 工程實際采用的冷凝器中，大多數(shù)為膜狀凝結(jié)，強化換熱的基本原則是盡量減小粘滯在壁面上液膜的厚度。? 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。 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。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。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。 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)抽到負壓后充以適量的工作液體，使緊貼管內(nèi)壁的吸液芯毛細多孔材料中充滿液體后加以密封。當(dāng)熱管的一端受熱時，毛細芯中的液體蒸發(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力的作用流回蒸發(fā)段。 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-1