汽水两相流的流型和传热

第二节汽水两相流的流型和传热

一、汽水两相流的流型和传热单相水的流动（A区）：如受热不太强烈，管内水温低于饱和温度，此时进行的是单相水对流换热，管壁金属温度稍高于水温。过冷汽泡状流动（B区）：紧贴壁面的水达到饱和并产生汽泡，管子中心处于欠热状态，生成的汽泡脱离壁面后凝结并将水加热，壁温高于饱和温度，进行着过冷核态沸腾传热。饱和汽泡状流动结构（C区）：管内工质已达到饱和状态，传热转变为饱和核态沸腾传热，此后生成的汽泡不再凝结，沿流动方向的含汽率逐渐增大，汽泡分散在水中。弹状流动结构（D区）：随着汽泡增多，小汽泡在管子中心聚合成大汽弹，形成弹状流型，汽弹与汽弹之间有水层。环状流型（E区和F区）：当汽量增多汽弹相互连接时，就形成中心为汽而周围有一圈水膜的环状流。环状水膜减薄后的导热能力很强，成为强制水膜对流传热，热量由管壁经强制对流水膜传至管子中心汽流与水膜之间的表面上，而水在此表面上蒸发。雾状流型（G区）：当壁面上的水膜完全被蒸干后就形成雾状流。这时汽流中虽仍有一些水滴，但对管壁的冷却作用不够，传热恶化，管壁金属温度突然升高，此后随汽流中水滴的蒸发，蒸汽流速增大，壁温又逐渐下降。单相汽流动（H区）：当气流中的小液滴全部汽化后，随着不断的吸热，蒸汽进入过热状态。由于汽温逐渐上升，管壁温度又逐渐上升。因此，水冷壁安全的条件是：（1）具有一定的水速；（2）具有稳定的水膜。图10-2均匀受热垂直上升蒸发管中两相流的流型和传热工况（1）第一类沸腾传热恶化现象：热负荷很高，在过冷沸腾区，汽泡生成速度过快，管中心为水，贴壁层为一圈水膜，传热恶化，壁温飞升。条件：q>qc二、汽水两相流的沸腾传热恶化1．沸腾传热恶化的现象及发生条件图10-3传热恶化示意图（a）第一类沸腾传热恶化；（b）第二类沸腾传热恶化（2）醒第猴二祸类赞沸共腾军传扰热煌恶偶化劈燕两目类现象雾：热侧负荷歌不太冻高时娱，环厕状流才的水浇膜被敬蒸干企，传挠热恶纳化，坐壁温蒜飞升条痕件鬼：x>xc2．自级然循早环锅妙炉沸虹腾传标热恶烂化特除点第一爱类沸驼腾传虚热恶她化通芳常发械生在蹦含汽秆率较慌小或众水存侄在欠馒热、洋以及详热负骄荷高波的区薄域。第二用类沸雄腾传古热恶肃化发恰生在x较大绪、热朝负荷谢不太乳高的烤情况兽下，a2的下父降较牢第一梁类沸挺腾传环热恶撕化时掠小，援因而Δ庆t飞升幼值较朝第一厌类沸卖腾传园热恶宅化时柴低。由碰于盲发黎生筹第凤二躺类刃时纳的端热桑负蹲荷皮比乡丰发呢生献第省一篮类锹恶勿化港时免的懒低览得疼多荷，语因牺此优，警它光发锐生劣的扔可颈能皂性翠比闷第陆一祝类区要舱大基得何多婆。对于面自然嗓循环忌锅炉牌，在挡水循摔环正猎常的等情况功下，厨水冷谈壁局勺部最爷高热价负荷违均低滋于其唇临界容热负谎荷，肾因此抵一般变不会芬发生炊第一阴类沸员腾传偶热恶粱化。超拘高素压稼以煤下知的涂自菜然伯循右环捐锅早炉巴，版正倍常典情沾况俊下犯的穴水条冷箭壁练出牙口乔工农质字含汪汽疗率x都低民于临膝界含仿汽率xc，故也秤不会近发生市第二张类沸节腾传返热恶坊化。亚临败界压刻力的颂自然棚循环闹锅炉政，其床水冷父壁内顿工质奋的实胡际含埋气率备相对洋较大估，很欺接近坦其临潜界含稠汽率饭值，破故发微生第渣二类华沸腾沟传热吊恶化皂的可系能较闲大。3．回沸膝腾烤传拖热秆恶嚼化尚的非防研止蔬措嘴施（1）保网证一辉定的芳质量匹流速（2）降植低受扣热面抛的局醉部热伐负荷（3）采倡用内确螺纹士管（4）筋加死装脑扰桨流炎子图10传-5内苦螺溜纹猛管屿结天构图1险0即-编6内螺萄纹管辨降温嚼效果光璃管群；2—内滔螺魄纹个管网；tb届h—饱骗和残温赌度互；tnb—内壁洗温度图10磨-7扰流织子结乡丰构图1黑0酸-帝8扰流紫子降怒温效卖果p=棍1罚8委.俭5航M暮P筒a；ρ绝w=慨1义5己0示0纳k池g窗/帖(抓m2•隐s隔)1—无扰徐流子家，