第7章_相变对流传热

1、第七章第七章 相变对流传热相变对流传热 主主 要要 内内 容容 凝结传热凝结传热 1 1、凝结传热及其分类、凝结传热及其分类 2 2、膜状凝结分析解及计算关联式、膜状凝结分析解及计算关联式 竖壁竖壁( (管管) )、水平管外、水平管外 3 3、膜状凝结的影响因素及强化、膜状凝结的影响因素及强化 本章讨论对象：本章讨论对象： 单种流体的凝结与沸腾传热单种流体的凝结与沸腾传热 沸腾传热沸腾传热 1 1、沸腾传热及其分类、沸腾传热及其分类 2 2、大容器饱和沸腾、大容器饱和沸腾 大容器饱和沸腾曲线及其实验关联式大容器饱和沸腾曲线及其实验关联式 3 3、沸腾传热的影响因素及强化、沸腾传热的影响因素及强

2、化 7-1 7-1 凝结传热凝结传热 1、凝结的、凝结的定义定义 蒸气与低于相应压力下饱和温度的冷壁面蒸气与低于相应压力下饱和温度的冷壁面 相接触时，在壁面上凝结出液滴的现象相接触时，在壁面上凝结出液滴的现象 凝结换热实例凝结换热实例 锅炉中的水冷壁锅炉中的水冷壁 寒冷冬天窗户上的冰花寒冷冬天窗户上的冰花 许多其他的工业应用过程许多其他的工业应用过程 2、凝结的、凝结的分类分类 (1)(1)液体对壁面的润湿性（用润湿角液体对壁面的润湿性（用润湿角表示）表示） (2)(2)凝结的类型凝结的类型 膜状凝结膜状凝结：909090, ,润湿能力差润湿能力差, ,凝结液不能成片凝结液不能成片, , 热热

3、 阻较小，故阻较小，故h h较大较大 一般：一般：h珠 珠=(5 10)h膜 膜以上 以上 在上述两种类型的凝结传中在上述两种类型的凝结传中, 凝结液均是构成蒸凝结液均是构成蒸 汽与壁面间热交换的热阻载体汽与壁面间热交换的热阻载体 如如:温度高于温度高于100的水蒸汽在经过处理的铜表面上的水蒸汽在经过处理的铜表面上 珠状凝结时珠状凝结时,平均凝结传热系数可达平均凝结传热系数可达2.55105W/m2.K. 3、珠状凝结的优、缺点：珠状凝结的优、缺点： 表面传热系数大，换热强度高；表面传热系数大，换热强度高； 不稳定、不易保持不稳定、不易保持 4、工程中实用的凝结形式：、工程中实用的凝结形式：膜

4、状凝结膜状凝结 凝结换热方面的研究课题：凝结换热方面的研究课题：珠状凝结的形成与保持珠状凝结的形成与保持 （1 1）在蒸气中加油（传统方法）在蒸气中加油（传统方法） （2 2）对凝结表面进行技术处理）对凝结表面进行技术处理 （改善液体（改善液体表面组合特性）表面组合特性） 7.2.1 努塞尔蒸气层流膜状凝结分析解努塞尔蒸气层流膜状凝结分析解(1916年提出年提出) 2、简化假设简化假设（详见（详见P303） (1)常物性；常物性； (2)蒸汽静止；蒸汽静止； (3)忽液膜惯性力；忽液膜惯性力； (4)汽液界面无温差，汽液界面无温差，t=ts； (5)膜内温度线性分布；膜内温度线性分布；(6)忽

5、略液膜过冷度；忽略液膜过冷度； (7) v l; (8)液膜表面平整无波动。液膜表面平整无波动。 7-2 膜状凝结分析解及计算关联式膜状凝结分析解及计算关联式 主要内容：分析求解思路、求解结果、适用条件主要内容：分析求解思路、求解结果、适用条件(场合场合) 1、基本依据基本依据：液膜热阻为过程的主要热阻：液膜热阻为过程的主要热阻 3、液膜换热微分方程组液膜换热微分方程组 由边界层对流换热微分方程组简化而得由边界层对流换热微分方程组简化而得 2 2 2 2 )( 0 y t a y t v x t u y u g dx dp y u v x u u y v x u l lll 以竖壁为例以竖壁为

6、例 在稳态情况下其换热微分方程组为在稳态情况下其换热微分方程组为 利用前述假定简化利用前述假定简化 上述方程，可得上述方程，可得 微分方程组微分方程组： 0 0 2 2 2 2 dy td g dy ud ll (a) (b) 边界条件边界条件： s y w tt dy du y ttuy , 0, , 0,0 时 时(c) (d) 4、方程组的、方程组的求解求解与与结果结果 思基本路思基本路：先求解速度分布与温度分布：先求解速度分布与温度分布; 再求解液膜厚度再求解液膜厚度, 最后求解表面传热系数最后求解表面传热系数h。 )( : )(1: )(1: 有关与即 从整个冷凝过程 由牛顿冷却定律

7、 由傅里叶定律 hh rdMdq ttdxhdq ttdxdq x x x wsxx ws x x 具体求解过程及求解结果见具体求解过程及求解结果见P305-306 :)3( )(4 :)2( )(4 )(:) 1 ( 4/1 32 4/1 2 传热系数沿整个平壁的平均表面 局部表面传热系数 的变化规律随 xtt gr h gr xtt xx wsl ll x x l wsll 主要求解结果：主要求解结果： lx wsl ll l xv h ttl gr dxh l h 3 4 )( 943. 0 1 4/1 32 0 (7-1) (7-2) (7-3) (4)倾斜管：倾斜管： 将式将式(7-

8、3)中的中的g 改成改成gsin即可即可 7.2.2 竖管与水平管的比较及实验验证竖管与水平管的比较及实验验证 特点：特点： 管子直径一般都较小，故液膜总是管子直径一般都较小，故液膜总是 处于层流；处于层流； 重力作用方向与液膜运动方向不一重力作用方向与液膜运动方向不一 致致, 且且gsin沿管子外周连续地变化沿管子外周连续地变化 4/1 32 4/1 32 )( 826. 0:. )( 729. 0:. wsl ll S wsl ll H ttd gr hb ttd gr ha 球 水平圆管 (7-4) (7-5) 努塞尔的理论分析结果努塞尔的理论分析结果 1. 水平圆管外及球表面上的膜状凝

9、结换热水平圆管外及球表面上的膜状凝结换热 :%)20(. 3将前述理论公式放大的实用计算式 V h 4/1 32 )( 13. 1 ltt gr h wsl ll V (7-7) 2. hH与与hv计算式的比较计算式的比较：特征尺度与系数不同：特征尺度与系数不同 当其他条件相同时当其他条件相同时,有：有： 4/1 )(77. 0 d l h h V H 4/1 )(65.0 d l h h V H 此时此时: 上面各式中：上面各式中： l l、l、l分别为液膜的动力粘度、密度及分别为液膜的动力粘度、密度及 导热系数导热系数 l平板长度（高度）平板长度（高度） d管子外径管子外径 ts-tw壁面

10、过冷度壁面过冷度 定性温度：定性温度：t=(ts+tw)/2 （潜热潜热r由饱和温度由饱和温度ts确定）确定） 特征长度：特征长度： 板长板长l或管子外径或管子外径d 适用范围：适用范围：Re0.5 .,1600Re ;,1600Re )(4 4 4 Re 紊流时 层流时 r tthl q u ud ws ml l le 4. 判别液膜流态的依据判别液膜流态的依据膜层雷诺数膜层雷诺数 20Re 1600Re c 无波动层流无波动层流 有波动层流有波动层流 湍流湍流 7.2.3 湍流膜状凝结湍流膜状凝结 Re1600 Re1600时，除层流底层外，液膜内的传热以时，除层流底层外，液膜内的传热以

11、紊流传递为主，传热大为增强。紊流传递为主，传热大为增强。 )(: : : : 湍转变层临界高度 整板平均表面传热系数 数湍流段平均表面传热系 数层流段平均表面传热系 c t l x h h h 式中：式中： 整壁平均表面传热系数的计算：整壁平均表面传热系数的计算： )1 ( l x h l x hh c t c l (7-11) 计算整个壁面的平均表面传热系数计算整个壁面的平均表面传热系数h的实验关联式的实验关联式 见见P308式式(7-12) 膜状凝结换热过程的求解步骤膜状凝结换热过程的求解步骤: 1.假定液膜的流态假定液膜的流态(一般假定为层流一般假定为层流), 并选用相应计算式并选用相应

12、计算式 2.确定定性温度确定定性温度, 并查取有关物性参数并查取有关物性参数; 3.将有关参数代入公式求出将有关参数代入公式求出 h 值值; 4.核算核算Re准则准则; 5.求解换热量求解换热量及其他量及其他量 P309例例7-1： 计算水蒸汽在方形竖壁上凝结时每小时的传热量计算水蒸汽在方形竖壁上凝结时每小时的传热量 及凝结蒸汽量及凝结蒸汽量 7-3 膜状凝结的影响因素及其传热的强化膜状凝结的影响因素及其传热的强化 影响因素影响因素： 不凝结气体不凝结气体*、管子排数、管内冷凝、管子排数、管内冷凝、蒸汽流速蒸汽流速*、 蒸汽过热度、液膜过冷度、温度分布的非线性、凝蒸汽过热度、液膜过冷度、温度分

13、布的非线性、凝 结表面的几何形状结表面的几何形状 膜状凝结传热的强化膜状凝结传热的强化 *： 基本原则基本原则: 减薄液膜厚度减薄液膜厚度 强化技术强化技术: 改变凝结表面的几何形状改变凝结表面的几何形状 （主要应了解其机理）（主要应了解其机理） 1、不凝结气体的影响不凝结气体的影响 影响机理影响机理： (1)冷壁面附近形成一不凝结气体层，增加了一项热阻冷壁面附近形成一不凝结气体层，增加了一项热阻 (2)不凝结气体的存在使壁面附近的蒸气分压下降，相不凝结气体的存在使壁面附近的蒸气分压下降，相 应的饱和温度下降，从而使凝结换热的驱动力下降应的饱和温度下降，从而使凝结换热的驱动力下降 影响结果影响

14、结果：使表面传热系数大大下降，换热削弱：使表面传热系数大大下降，换热削弱 影响程度影响程度：与压力、热负荷、运动速度等有关：与压力、热负荷、运动速度等有关 例：纯净水蒸汽膜状凝结，例：纯净水蒸汽膜状凝结，h=5820-11630W/m， 含有含有1%空气时，实验证明空气时，实验证明 h值将下降值将下降60%左右左右 7.3.1 膜状凝结的影响因素膜状凝结的影响因素 2、管子排数、管子排数 因上下排间的相互影响因上下排间的相互影响, 情况比较复杂情况比较复杂.设计时设计时 应参考相应条件下的实验资料应参考相应条件下的实验资料. 3、管内冷凝、管内冷凝 (a)汽液分层流动汽液分层流动-蒸汽流速较低

15、时蒸汽流速较低时; (b)环状流动环状流动-蒸汽流速较高时蒸汽流速较高时 4、蒸汽流速的影响蒸汽流速的影响 影响机理影响机理：当蒸汽以一定速度运动时，蒸汽和液膜间：当蒸汽以一定速度运动时，蒸汽和液膜间 会产生一定的力的作用，从而影响液膜厚会产生一定的力的作用，从而影响液膜厚 度，并进而影响换热度，并进而影响换热 影响结果影响结果（具有双向性）：（具有双向性）： (1)蒸气流向与液膜流动方向相同时，蒸气流向与液膜流动方向相同时，并使液膜产并使液膜产 生波动，生波动，h (2)蒸气流向与液膜流动方向相反时，将阻碍液膜运动，蒸气流向与液膜流动方向相反时，将阻碍液膜运动， ， h ；但当流速过大时（蒸

16、汽和液膜间力的但当流速过大时（蒸汽和液膜间力的 作用超过重力），将使液膜脱离壁面，作用超过重力），将使液膜脱离壁面， h (3)对于管内凝结对于管内凝结, 质量流速不同将导致不同的两相流流质量流速不同将导致不同的两相流流 态态, 从而影响凝结传热强度从而影响凝结传热强度 5、6、蒸气过热与液膜过冷、蒸气过热与液膜过冷 （只要对潜热项进行适当修正即可）（只要对潜热项进行适当修正即可） 蒸汽过热蒸汽过热: 液膜过冷液膜过冷: )68. 01 ()(68. 0Jarttcrr wsp )( ,svvp ttcrr 7.3.2 膜状凝结传热的强化膜状凝结传热的强化 1. 基本原则基本原则: 尺量减薄液

17、膜厚度尺量减薄液膜厚度(膜层热阻是主要热阻膜层热阻是主要热阻) 2. 强化技术强化技术增加增加尖突物尖突物、及时排液、及时排液 (1)采用采用高效冷凝面高效冷凝面原理：利用表面张力使肋顶原理：利用表面张力使肋顶 或沟槽脊背的液膜拉薄，从而增强换热。或沟槽脊背的液膜拉薄，从而增强换热。 低肋高、小节距横管；锯齿管；低肋高、小节距横管；锯齿管； (2)使液膜在下流过程中分段泄出或采用其他加速排使液膜在下流过程中分段泄出或采用其他加速排 泄的措施，保持开始段泄的措施，保持开始段较薄的条件较薄的条件 加泄出罩加泄出罩; 顺液流方向开沟槽的竖管顺液流方向开沟槽的竖管 (3)采用微肋管采用微肋管(强化管内

18、换热强化管内换热) 高效冷凝面高效冷凝面 一般，一般，h锯齿管 锯齿管10h光管光管, h低肋管低肋管2 4h光管 光管, h微肋管 微肋管3h光管。光管。 7-4 沸腾传热沸腾传热 主要内容：主要内容： 沸腾的概念、分类；沸腾的概念、分类； 大容器饱和沸腾与大容器饱和沸腾与大容器饱和沸腾曲线大容器饱和沸腾曲线*； 汽泡动力学简介。汽泡动力学简介。 沸腾的有关概念沸腾的有关概念 、定义定义： 沸腾：沸腾：液体与高温壁面接触而被加热时，温度逐渐升液体与高温壁面接触而被加热时，温度逐渐升 高，高，工质内部形成大量气泡并由液态转换到气态的一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

19、种剧烈的汽化过程。 沸腾传热：沸腾传热：指工质通过气泡运动带走热量，并使其冷指工质通过气泡运动带走热量，并使其冷 却的一种传热方式却的一种传热方式 2 2、特点特点：(1)(1)T Ts s=const=const； (2) (2)有过热度有过热度( (过程的推动力过程的推动力) )； (3) (3)存在汽化核心存在汽化核心( (与加热面性质有关与加热面性质有关) )； (4) (4)表面表面传热系传热系h数很大。数很大。 宏观特征宏观特征：液体内部有：液体内部有汽泡汽泡产生产生 3、分类分类 过冷沸腾过冷沸腾：液体主体温度低于饱和温度：液体主体温度低于饱和温度TlTs , 而而TwTs，气泡

20、不能跃出液面气泡不能跃出液面 饱和沸腾饱和沸腾：液体主体温度超过饱和温度，即：液体主体温度超过饱和温度，即 TlTs，气泡能跃出液面气泡能跃出液面 大容器沸腾大容器沸腾：加热面沉浸在具有自由表面的液：加热面沉浸在具有自由表面的液 (池内沸腾池内沸腾) 体中体中, 气泡能脱离表面自由浮升气泡能脱离表面自由浮升 强制对流沸腾强制对流沸腾：液体在压差作用下以一定速度：液体在压差作用下以一定速度 (管内沸腾管内沸腾) 流过加热管内部时，在管内表面流过加热管内部时，在管内表面 上产生沸腾，气泡不能自由浮升上产生沸腾，气泡不能自由浮升, 被迫与液体一起流动被迫与液体一起流动(两相流两相流) 1、换热规律、

21、换热规律四个区域：四个区域： (1)自然对流自然对流 (2)核态沸腾（孤立汽泡区与汽块区）核态沸腾（孤立汽泡区与汽块区） (3)过渡沸腾（不稳定膜沸腾）过渡沸腾（不稳定膜沸腾） (4)稳定膜态沸腾稳定膜态沸腾 2、几个关键点：、几个关键点： (1) c烧毁点烧毁点*(临界点临界点) (2) DNB转折点转折点 (3)a不稳定膜态沸腾向稳定膜态沸腾的转折点不稳定膜态沸腾向稳定膜态沸腾的转折点 (4)b起始沸腾点起始沸腾点 7.4.1 大容器饱和沸腾及其沸腾曲线大容器饱和沸腾及其沸腾曲线* 典型例子典型例子饱和水在水平加热面上的沸腾饱和水在水平加热面上的沸腾 qmax qmin 实例实例:通过管内

22、蒸气的凝结向管外沸腾液体加热通过管内蒸气的凝结向管外沸腾液体加热 实用控制条件：实用控制条件：t=90% tc 工程中两类不同的热边界条件及实用控制措施工程中两类不同的热边界条件及实用控制措施 (2)恒热流加热恒热流加热*（加热热流与换热情况无关）（加热热流与换热情况无关） 一旦所控制的热流密度值达到最大值，将一旦所控制的热流密度值达到最大值，将 引起壁温飞升引起壁温飞升 “烧毁烧毁”。 故须保证故须保证qqmax (1)恒壁温加热恒壁温加热（壁面温度不随换热情况而变）（壁面温度不随换热情况而变） q、h的变化规律一致的变化规律一致 实例：电加热实例：电加热 实用控制条件：实用控制条件：q90

23、%qmax 7.4.2 临界热流密度在工程中的意义临界热流密度在工程中的意义 临界热流密度临界热流密度沸腾曲线中热流密度的峰值沸腾曲线中热流密度的峰值 7.4.3 气泡动力学简介气泡动力学简介 1、汽泡在沸腾传热中的作用、汽泡在沸腾传热中的作用 - 汽泡的形成汽泡的形成、成长及脱离加热壁面成长及脱离加热壁面,引起强烈引起强烈 的扰动的扰动, 从而使流体与壁面间产生强烈的热量交换从而使流体与壁面间产生强烈的热量交换 (热流密度可高达热流密度可高达105106W/m2) 2、汽化核心、汽化核心 加热表面上最先产生气泡的地点称为汽化核心加热表面上最先产生气泡的地点称为汽化核心 )( )( 0208.

24、 0 0 m g d vl d0越小，汽泡脱离越小，汽泡脱离(产生产生)频率越高；频率越高； 壁面温度越高，汽化核心数越多壁面温度越高，汽化核心数越多 汽泡脱离直径：汽泡脱离直径： 最易成为汽化核心处最易成为汽化核心处: 表面微小凹逢处表面微小凹逢处 3、气泡存在的条件：、气泡存在的条件： 0: 2 : sl sv TTT pp R 热平衡 力平衡 -气液界面的表面张力气液界面的表面张力 )( 2 min swv s ttr T RR 式中：式中： 表面张力，表面张力，N/mN/m； r r 汽化潜热，汽化潜热，J/kgJ/kg； v v蒸汽密度，蒸汽密度，kg/mkg/m3 3； t tw

25、w 壁面温度，壁面温度， C C t ts s对应压力下的饱和温度，对应压力下的饱和温度， C C 可见，可见，(t(tw wtts s ) ) ,R,Rmin min 同一加热面上，成为汽化同一加热面上，成为汽化 核心的凹穴数量增加核心的凹穴数量增加 汽化核心数增加汽化核心数增加 换热增强换热增强 汽泡的存在条件汽泡的存在条件: 汽泡半径汽泡半径R必须满足下列条件才能存活必须满足下列条件才能存活(克拉贝龙方程克拉贝龙方程) 7-5 大容器沸腾传热的实验关联式大容器沸腾传热的实验关联式 一一 、大容器饱和核态沸腾、大容器饱和核态沸腾 表面传热系数或热流密度的计算表面传热系数或热流密度的计算 二

26、、大容器饱和沸腾临界热流密度的计算二、大容器饱和沸腾临界热流密度的计算 三、大容器三、大容器(稳定稳定)膜态沸腾表面传热系数膜态沸腾表面传热系数 的计算式的计算式 主要影响因素主要影响因素：壁面过热度和汽化核心数。：壁面过热度和汽化核心数。 （ 机理较复杂，主要利用经验关系式进行计算）机理较复杂，主要利用经验关系式进行计算） 推荐计算式有：普适于各种流体推荐计算式有：普适于各种流体 适用于制冷介质适用于制冷介质 7.5.1 大容器饱和核态沸腾的无量纲关联式大容器饱和核态沸腾的无量纲关联式 注意：沸腾换热的准则式与实验数据的偏差很大注意：沸腾换热的准则式与实验数据的偏差很大 （是所有对流换热准则

27、式中偏差最大的）（是所有对流换热准则式中偏差最大的） 适用范围：单组分饱和液体在清洁壁面上的沸适用范围：单组分饱和液体在清洁壁面上的沸 腾换热，可用于不同形状的表面。腾换热，可用于不同形状的表面。 推荐计算式：推荐计算式： 1、普适关联式、普适关联式(Rohesnow) )177( )( Pr 33. 0 vll wl s l pl gr q C r tc s l vll wl pl gr q C r tc Pr )( : 33. 0 或 7 . 1, 1, ;/ ;/, );/(, ;, ;/, ;Pr,Pr ;/, ;/, ; );/(, 3 2 2 sss mN mkg smkg Kt

28、mWq c smg kgJr C KkgJc vl l l lpl ll wl pl 对于其他液体对于水经验指数 蒸气界面的表面张力液体 蒸气的密度相应于饱和液体和饱和 饱和液体的动力粘度 壁面过热度 沸腾热流密度 饱和液体的普朗特数 重力加速度 汽化潜热 数液体组合情况的经验常取决于加热表面 饱和液体的比定压热容 以上两式中各参数的含义：以上两式中各参数的含义： 2、制冷介质、制冷介质库珀库珀(Cooper)公式公式 m p r m rr Rm KmWC PPMCqh lg2 . 012. 0 )187()/(90 )lg( 66. 033. 0 55. 05 . 067. 0 )/(, ;

29、/, );4 . 03 . 0,(, ; );( : 2 2 KmWh mWq mmR p p p M p c r r 沸腾表面传热系数 沸腾热流密度 为一般工业管材表面平均粗糙度 对比压力 即分子量液体的相对分子质量 式中 7.5.2 大容器饱和沸腾的临界热流密度大容器饱和沸腾的临界热流密度 推荐公式（半经验公式）：推荐公式（半经验公式）： )197()( )( 24 2/1 2 4/1 2 max v vl v vl v g rq 适用：除液态金属外的大容器饱和沸腾适用：除液态金属外的大容器饱和沸腾 注意：实用中应避开热力学临界点（注意：实用中应避开热力学临界点（r0） 前面各式中，定性温

30、度为前面各式中，定性温度为ts 7.5.3 大容器饱和液体膜态沸腾传热计算大容器饱和液体膜态沸腾传热计算 稳定膜态沸腾稳定膜态沸腾 特征：汽化过程发生在气膜特征：汽化过程发生在气膜-液体界面上，加热表液体界面上，加热表 面的状态已不再对过程发生重大影响。故面的状态已不再对过程发生重大影响。故 可用分析求解，其结果类似于膜状凝结换可用分析求解，其结果类似于膜状凝结换 热分析解。热分析解。 1、不考虑辐射影响时水平管外稳定膜态沸腾、不考虑辐射影响时水平管外稳定膜态沸腾 )217( )( )( 62. 0 4/1 3 swv vvlv ttd gr h d trttt slswm 管子外径特征长度

31、确定由其中定性温度 : ;,);( 2 1 : )46( )( 729. 0 : 4/1 32 wsl ll ttd gr h 水平管外膜状凝结换热 比较：比较： 2、考虑辐射影响时的总表面传热系数、考虑辐射影响时的总表面传热系数 )227(:)( 3/43/4 3/4 rc hhh超越方程勃洛姆来 数复合换热的表面传热系 黑度沸腾换热表面的发射率 辐射换热表面传热系数 腾换热表面传热系数不考虑辐射影响时的沸 式中 t sw sw r r c h TT TT h h h )( )237( )( , : 44 P323 例例7-2-7-6 7-6 沸腾传热的影响因素及强化措施沸腾传热的影响因素及

32、强化措施 1、不凝结气体、不凝结气体 溶解于液体中的不凝结气体会使沸腾换热得到溶解于液体中的不凝结气体会使沸腾换热得到 某种强化。原因：温度升高时，不凝结气体的逸出某种强化。原因：温度升高时，不凝结气体的逸出 将使壁面附近的微小凹坑得以活化，使将使壁面附近的微小凹坑得以活化，使qt曲线曲线 向小向小t方向移动，从而强化换热。方向移动，从而强化换热。 2、过冷度、过冷度 核态沸腾起始段核态沸腾起始段, h(tw-tf)1/4, 故过冷将使故过冷将使h增大；增大； 其他区域：过冷度对换热强度无影响。其他区域：过冷度对换热强度无影响。 3、液位高度、液位高度 液位足够高时，液位足够高时， h与液位高

33、度无关；与液位高度无关； 液位降低到临界液位降低到临界 液位液位Hc时时, h随液位随液位 的降低而明显升高的降低而明显升高 低液位沸腾。低液位沸腾。 常压下的临界液位：常压下的临界液位： Hc =5mm 图中介质为一个图中介质为一个 大气压下的水大气压下的水 4、重力加速度、重力加速度 随着航空航天技术的发展，超重力和微重力条件随着航空航天技术的发展，超重力和微重力条件 下的传热规律得到蓬勃发展，但目前还远没到成熟的下的传热规律得到蓬勃发展，但目前还远没到成熟的 地步，就现有的成果表明：地步，就现有的成果表明： 在很大范围内在很大范围内(g=0.101009.8m/s2)，g 几乎对几乎对

34、核态沸腾的换热规律无影响，但对液体自然对流则有核态沸腾的换热规律无影响，但对液体自然对流则有 显著影响显著影响 (h随随g增加而增大增加而增大)。由于。由于 因此，因此，g Nu 换热加强。换热加强。 2 3 tlg Gr n CNuPr)(Re 6、强制对流沸腾（管内沸腾）、强制对流沸腾（管内沸腾） 特点特点：为复杂的气：为复杂的气液两相流动，随着沿途不断液两相流动，随着沿途不断 受热，含汽量、流速和流动结构都不断变受热，含汽量、流速和流动结构都不断变 化，反过来又影响气泡行为。是沸腾现象化，反过来又影响气泡行为。是沸腾现象 与强制对流的综合。与强制对流的综合。 主要影响因素主要影响因素：含气量、质量流量、压力：含气量、质量流量、压力 5、 沸腾表面的结构沸腾表面的结构(详见强化措施详见强化措施) 特例一：竖管内强制对流沸腾特例一：竖管内强制对流沸腾 特例二：水平管内强制对流沸腾特例二：水平管内强制对流沸腾 泡状流动泡状流动 单相单相气泡气泡 P323例例7-2：根据水的大容器饱和沸腾曲线计算加：根据水的大容器饱和沸腾曲线计算加 热系统的热系统的Cwl。 P325例例7-4：根据水的大容饱和沸腾曲线，计算在一：根据水的大容饱和沸腾曲线，计算在一 定壁