第3章 传热学下.pptVIP

*第1页，共39页，星期日，2025年，2月5日恒壁温自然对流传热系数的特征数关联式格拉晓夫数特征温度为壁面温度和远处流体温度的平均值表征浮升力与粘性力相对大小，反映自然对流的强弱。*第2页，共39页，星期日，2025年，2月5日3.6.1凝结换热膜状凝结沿整个壁面形成一层薄膜，并且在重力的作用下流动，凝结放出的汽化潜热必须通过液膜，因此，液膜厚度直接影响了热量传递。珠状凝结凝结液体不能很好的浸润壁面，在壁面上形成许多小液珠，长大滚落，扫清沿途壁面，保持部分表面与蒸汽直接接触，换热速率远大于膜状凝结（可能大几倍，甚至一个数量级）珠状凝结换热远大于膜状凝结，但珠状凝结很难保持，工程中遇到的凝结换热大多属于膜状凝结。3-6相变换热gg*第3页，共39页，星期日，2025年，2月5日1916年，Nusselt提出的简单膜状凝结换热分析是近代膜状凝结理论和传热分析的基础。1.纯净饱和蒸汽层流膜状凝结换热的分析(1)液膜厚度定性温度：注意：γ按ts确定(2)平均对流换热系数定性温度：假定常物性及高为l的整个竖壁上温差为常数，*第4页，共39页，星期日，2025年，2月5日(3)修正：a.实验表明，由于液膜表面波动，凝结换热得到强化，因此，实验值比上述得理论值高20％左右修正后：b.倾斜壁，用gsin?代替以上各式中的g(4)水平圆管理论分析可推广到水平圆管及球表面上的层流膜状凝结式中：下标“H”表示水平管，“S”表示球;d为水平管或球的直径。定性温度：*第5页，共39页，星期日，2025年，2月5日横管与竖管的对流换热系数之比：l/d=50，2.影响膜状凝结的因素（1）不凝结气体不凝结气体增加了传递过程的阻力，同时使饱和温度下降，减小了凝结的驱动力如水蒸气中含10%的空气，表面传热系数将下降60%。（2）蒸气流速流速较高时，蒸气流对液膜表面产生粘滞应力：如果蒸气流动与液膜向下的流动同向时，使液膜拉薄，h增大；反之使h减小。*第6页，共39页，星期日，2025年，2月5日（3）管子排数管束的几何布置、流体物性都会影响凝结换热。前面推导的横管凝结换热的公式只适用于单根横管。（4）凝结表面几何形状强化凝结换热的原则——尽量减薄粘滞在换热表面上的液膜的厚度。可用各种带有尖峰的表面使在其上冷凝的液膜拉薄，或者使已凝结的液体尽快从换热表面上排泄掉。*第7页，共39页，星期日，2025年，2月5日3.6.2沸腾换热a沸腾：工质内部形成大量气泡并由液态转换到气态的一种剧烈的汽化过程b沸腾换热：指工质通过气泡运动带走热量，并使其冷却的一种传热方式2、常见的沸腾的分类大容器沸腾(池内沸腾)强制对流沸腾过冷沸腾饱和沸腾。1、概述加热表面a大容器沸腾(池内沸腾)：加热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾；*第8页，共39页，星期日，2025年，2月5日b强制对流沸腾：强制对流＋沸腾HeatedSurfaceLiquid

flowBubbleflowSlugflowAnnularflowMistflowc过冷沸腾：指液体主流尚未达到饱和温度，即处于过冷状态，而壁面上开始产生气泡的沸腾现象；d饱和沸腾：液体主体温度达到饱和温度，而壁面温度高于饱和温度所发生的沸腾现象。*第9页，共39页，星期日，2025年，2月5日3、大容器饱和沸腾曲线：大容器饱和沸腾共包括4个换热规律不同的阶段：自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、稳定膜态沸腾CHF,CriticalHeatFluxDeparturefromNucleateBoiling由于沸腾换热机理的变化引起表面传热系数急剧下降而导致壁面温度骤然升高的现象称为沸腾危机。*第10页，共39页，星期日，2025年，2月5日4、流动沸腾最早的堆芯设计不允许表面沸腾，但是这种限制很快就被取消。现在，沸腾传热已成为PWR堆芯稳态传热机理之一。流动沸腾比池沸腾要复杂得多。在流动沸腾工况，加热面上的汽泡受流动方向上的流体附加作用，沸腾汽化过程特性与池内沸腾相比发生变化。均匀加热的垂直传热管流动沸腾*第11页，共39页，星期日，2025年，2月5日流动