第六章凝結(jié)與沸騰換熱-閱讀頁
2024-08-08 23:31本頁面
【正文】 表征了大容器飽和沸騰的全部過程 ， 共包括 4個(gè)換熱規(guī)律不同的階段： 自然對(duì)流 、 核態(tài)沸騰 、 過渡沸騰 和 穩(wěn)定膜態(tài)沸騰 ， 如圖所示： qmax qmin 如圖 611 所示，橫坐標(biāo)為壁面過熱度（對(duì)數(shù)坐標(biāo)）；縱坐標(biāo)為熱流密度（算術(shù)密度）。 4??t2 ）核態(tài)沸騰（飽和沸騰） 隨著 的上升，在加熱面的一些特定點(diǎn)上開始出現(xiàn)汽化核心，并隨之形成汽泡，該特定點(diǎn)稱為起始沸點(diǎn)。 t?③ 隨著 的增大， q 增大，當(dāng) 增大到一定值時(shí)， q 增加到最大值 ，汽泡擾動(dòng)劇烈，汽化核心對(duì)換熱起決定作用，則稱該段為 核態(tài)沸騰（泡狀沸騰）。工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用該段。該區(qū)段的特點(diǎn)是屬于不穩(wěn)定過程。 4 ）穩(wěn)定膜態(tài)沸騰 從 開始，隨著 的上升，氣泡生長(zhǎng)速度與躍離速度趨于平衡。 minq t?t? 其特點(diǎn)： （ 1 ）汽膜中的熱量傳遞不僅有導(dǎo)熱，而且有對(duì)流； （ 2 ）輻射熱量隨著 的加大而劇增，使熱流密度大大增加； （ 3 ）在物理上與膜狀凝結(jié)具有共同點(diǎn)：前者熱量必須穿過熱阻大 的汽膜；后者熱量必須穿過熱阻相對(duì)較小的液膜。 一般用核態(tài)沸騰轉(zhuǎn)折點(diǎn) DNB作為監(jiān)視接近 qmax的警戒 。 （ 2） 對(duì)穩(wěn)定膜態(tài)沸騰 ， 因?yàn)闊崃勘仨毚┻^的是熱阻較大的汽膜 ， 所以換熱系數(shù)比凝結(jié)小得多 。 ? ? ? (2) 汽泡的存在條件 汽泡半徑 R必須滿足下列條件才能存活 (克拉貝龍方程 ) )(2m i nswvsttrTRR??? ??式中： ? — 表面張力， N/m； r — 汽化潛熱， J/kg ?v — 蒸汽密度， kg/m3； tw — 壁面溫度， ?C ts — 對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度， ?C 可見， (tw – ts ) ? , Rmin? ? 同一加熱面上，稱為汽化核心的凹穴數(shù)量增加 ? 汽化核心數(shù)增加 ? 換熱增強(qiáng) 167。目前存在兩種計(jì)算是： （ 1 ）針對(duì)一種液體的計(jì)算公式； （ 2 ）廣泛適用于各種液體的計(jì)算式； （ 1）適用于水的米海耶夫計(jì)算式 Pa65 104~10 ?在 壓力下大容器飽和沸騰計(jì)算式： ptCh ??)( KNmWC ???按 ? thq ?? 2 pqCh ?)(5 3 KNmWC ???（ 2 ）適用于各種液體的計(jì)算式 : 既然沸騰換熱也屬于對(duì)流換熱，那么， st = f ( Re, Pr )也應(yīng)該適用。/(90)lg(????? ??其中： 為液體的相對(duì)分子質(zhì)量； 為對(duì)比壓力（液體壓力與該流體的臨界壓力之比）； 為表面平均粗糙度，（對(duì)一般工業(yè)用管材表面，為 ~）； 為熱流密度。因此，必須綜合考慮熱輻射效應(yīng)。 66 影響沸騰換熱的因素 沸騰換熱是我們學(xué)過的換熱現(xiàn)象中最復(fù)雜的，影響因素也最多，由于我們只學(xué)習(xí)了大容器沸騰換熱，因此，影響因素也只針對(duì)大容器沸騰換熱。 nfw tth )( ?? 3 液位高度 當(dāng)傳熱表面上的液位足夠高時(shí)，沸騰換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與液位高度無關(guān)。 圖中介質(zhì)為一個(gè) 大氣壓下的水 4 重力加速度 隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，超重力和微重力條件下的傳熱規(guī)律得到蓬勃發(fā)展，但目前還遠(yuǎn)沒到成熟的地步，就現(xiàn)有的成果表明： 從 ~ 100? m/s2 的范圍內(nèi)， g對(duì)核態(tài)沸騰換熱規(guī)律沒有影響，但對(duì)自然對(duì)流換熱有影響，由于 因此， g ? ? Nu ? ? 換熱加強(qiáng)。近幾十年來的強(qiáng)化沸騰換熱的研究主要是增加表面凹坑 。 (2)機(jī)械加工方
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