传热学 第二章 对流换热.ppt

第二章 对流换热 第二章 对流换热 第二章 对流换热 第二章 对流换热 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第一节 对流换热分析及牛顿冷却定律 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 第二节 沸腾与凝结换热 二、凝结换热 （一）凝结换热的特征 当蒸汽与低于饱和温度的壁面相接处时，蒸汽被凝结成液体而附在壁面上。由于液体润湿壁面的能力不同，可以得到两种不同形式的凝结。 如果凝结能很好的润湿壁面，凝结液体就会在壁面是那个形成连续的液体膜向下流动，这种凝结形式膜状凝结。如果凝结不能很好的润湿壁面，凝结液体就会在壁面上形成一个个的小液珠，且不断发展，长大，向下滚落，这种形式称为珠状凝结。 二、凝结换热 （一）凝结换热的特征 膜状凝结时，壁面总是被一层液膜覆盖着，凝结只能在膜的表面进行，凝结放出的潜热必须穿过液膜才能传到冷却壁面上去，故膜层的厚度对凝结放热系数的影响很大。液膜层越厚，热阻越大，放热系数越小。 凝结放热系数在很大程度上还取决于液膜的运动，当已形成的液膜向下运动时，膜层逐渐加厚，放热系数逐渐减小，直至膜层由层流开始向紊流转变，由于层流边界层减薄及膜层的波动，放热系数才逐渐增加。 （一）凝结换热的特征 膜状凝结时，壁面总是被一层液膜覆盖着，凝结只能在膜的表面进行，凝结放出的潜热必须穿过液膜才能传到冷却壁面上去，故膜层的厚度对凝结放热系数的影响很大。液膜层越厚，热阻越大，放热系数越小。 凝结放热系数在很大程度上还取决于液膜的运动，当已形成的液膜向下运动时，膜层逐渐加厚，放热系数逐渐减小，直至膜层由层流开始向紊流转变，由于层流边界层减薄及膜层的波动，放热系数才逐渐增加。 二、凝结换热 （一）凝结换热的特征 珠状凝结时，由于一部分冷凝面是直接与蒸汽接触的，故柱状凝结放热系数远比膜状凝结高。但是珠状凝结很不稳定，目前还难以获得使用持久的珠状凝结过程，一般工业设备中都是膜状凝结。 二、凝结换热 （二）影响凝结换热的其他因素 1.蒸汽的流速和流向。如果蒸汽的流动方向与液膜是一致，可加速液膜流动，使之变薄，换热被强化。当流动方向相反时 ，会增加液膜的厚度，换热系数减小。但如果蒸汽流速较高时，将会把液膜吹离表面，不论流向如何的，都使放热系数增大。 2.蒸汽中不凝性气体的含量。蒸汽中含有不凝性气体时，当蒸汽凝结后，它们就会附在凝结液膜的表面上，这样液膜表面上不凝性气体的分压力将逐渐升高，使蒸汽分压力降低，这就等于降低了在凝结液面附近的蒸汽浓度，对凝结放热是极为不利的。因此，必须定期排除冷凝器中的不凝性气体。 二、凝结换热 （二）影响凝结换热的其他因素 3.表面粗糙。冷凝器表面粗糙或有锈层时，将增加液膜的流动阻力，从而加厚液膜，使放热系数降低。因此，应注意冷凝器冷却壁面的光滑和清洁。 4.蒸汽中含油。如果油是不溶于凝结液体中的，则蒸汽中的油将沉积在壁面上形成油垢，使热阻增加，换热系数降低。 二、凝结换热 （二）影响凝结换热的其他因素 5.冷却表面的形式。单管在条件相同的情况下，横放比竖放的凝结换热系数要大。对于具有多排管子的管束，冷凝液要从上面流到下面各排，越下面的管排，管子周围的液膜就越厚，凝结换热系数的值，下一排要比上一排小，而就整个管束而言，下图（3）的换热系数较大。这是因为管束与水平倾斜了一个角度，减少了上一排管子的液膜对下一排管子的影响。 * * 对流换热分析及牛顿冷却定律 1 相似理论及其在对流换热中的应用 2 对流换热计算 3 沸腾与凝结换热 4 对流是指在流体各部分之发生相对位移时，热量由一处传递到另一处的现象，这种现象只能发生在流体内部。但是，在工程中通常遇到的并不是只在流体内部进行的纯粹的热对流，而是在流体与固体