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1、传热学第八章相变换热1第1页，本讲稿共18页换热形式：单相 相变交换热量：（显热mct）（潜热m）相对单位质量热容量：1 100介质流量m相对表面传热系数：1 10 A1、相变换热与非相变换热的对比：2、凝结换热现象凝结换热现象蒸汽 液体液体凝结凝结蒸汽 壁面上凝结壁面上凝结凝结换热凝结换热2第2页，本讲稿共18页膜状凝结膜状凝结凝结液在壁面上铺展成膜。凝结液在壁面上铺展成膜。珠状凝结珠状凝结凝结液在壁面上凝聚成液珠。凝结液在壁面上凝聚成液珠。h珠h膜(表面改性)条件：条件：内聚力内聚力附着力，不润湿表面。附着力，不润湿表面。实验测量：1个大气压下，水蒸气凝结，表面传热系数珠状凝结：41041
2、05；膜状凝结：6103104 W/(m2K)3第3页，本讲稿共18页纯净蒸汽层流液膜；纯净蒸汽层流液膜；常物性；常物性；蒸汽是静止的，汽液界面上无对液膜的粘滞应力；蒸汽是静止的，汽液界面上无对液膜的粘滞应力；液膜的惯性可以忽略；液膜的惯性可以忽略；汽液界面上无温差；汽液界面上无温差；膜内温度分布是线性的，即认为液膜内的热量转移只有导热而膜内温度分布是线性的，即认为液膜内的热量转移只有导热而无对流作用；无对流作用；液膜的过冷度可以忽略；液膜的过冷度可以忽略；相对于液体密度，蒸汽密度可忽略不计；相对于液体密度，蒸汽密度可忽略不计；液膜表面平整无波动。液膜表面平整无波动。3、膜状凝结分析解及实验关
3、联式（1）努塞尔特假设：4第4页，本讲稿共18页（2）简化微分方程：）简化微分方程：动量方程(重力与粘性力平衡)能量方程(只有导热)边界条件：y=0 时，u=0，t=tw y=时，5第5页，本讲稿共18页（求解过程可参见教材P304306）主要计算结果：即：局部表面传热系数：液膜厚度计算式：6第6页，本讲稿共18页竖壁层流分析解（膜层Re单层h）对于管内冷凝，蒸汽流速和凝液堆积影响换热效果。凝结表面的几何形状（减薄液膜、及时排除凝结液）11第11页，本讲稿共18页沸腾：液体表面和内部同时发生气化的现象。（开水不响）沸腾换热：温度高于沸点的壁面与液体之间的换热过程。5、沸腾换热现象大容器 饱和沸
4、腾 曲线 液体饱和，壁面温度高于饱和温度。液体具有自由表面随着壁面过热度的增加，依次发生核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾。图中核态沸腾和过渡沸腾交界处的热流密度峰值叫做临界热流密度，亦称烧毁点。一般通过控制热流密度或控制壁面过热度避免越过该点，以达到设备的安全经济运行。12第12页，本讲稿共18页两滴完全相同的水珠分别落在120摄氏度和400摄氏度的铁板上，哪一滴先汽化掉？答：落在120度的水珠先汽化。因为水珠在120度铁板的沸腾属于核态沸腾，换热较强，而在400度铁板的沸腾属于膜态沸腾，换热较弱。13第13页，本讲稿共18页汽化核心的分析（汽泡的生成条件）气泡内外压差=表面张力随着壁温的升高，壁
5、面过热度加大，汽化核心的半径愈来愈小。14第14页，本讲稿共18页管内沸腾管内沸腾两相流两相流15第15页，本讲稿共18页6、沸腾换热计算式1.大容器饱和液体核态沸腾（参见教材P320322）2.大容器饱和沸腾的临界热通量（参见教材P322323）3.大容器饱和液体膜态沸腾（参见教材P323）16第16页，本讲稿共18页7、影响沸腾换热的因素不凝结气体（强化沸腾）过冷度（沸腾初期，流体的主要部分低于饱和温度，强化了自然对流，换热有所增强）液位高度（低于临界液位时，表面传热系数明显升高）重力加速度（对核态沸腾无影响，但对自然对流影响较大）沸腾表面的结构（加工汽化核心）17第17页，本讲稿共18页8、热管简介工作原理（有效利用相变换热）型式（重力式、分离式）种类（低温、常温、中温、高温）热管各环节热阻热管的特点与应用（均温、定向、强化传热）18第18页，本讲稿共18页