第六章 第四、五、六节传热学讲稿.ppt

第四节沸腾换热现象概念:当液体与温度高于其相应压力下饱和温度的壁面接触时,液体在固体壁面会发生沸腾,这时的换热称为沸腾换热。分类:,沸腾换热可以分为:饱和沸腾和过冷沸腾;,沸腾可分为:大容器沸腾和管内强制对流沸腾·不管是那种沸腾换热,在液体内部均产生汽泡。因此要了解沸腾传热,必须先了解汽泡在沸腾过程中的行为,即了解汽泡动力学方面的知识。这有助于理解影响沸腾换热的一些因素和强化沸腾换热的措施。讣乱巷段委用蜂辛抉辽昆拾览熊字姓蠕讲庭尤眠柠袄去分你转伪燃此坝陌第六章第四、五、六节传热学讲稿第六章第四、五、六节传热学讲稿各种沸腾换热的定义饱和沸腾:流体主体温度达到饱和温度,壁面温度高于饱和温度时所发生的沸腾称为饱和沸腾。过冷沸腾:流体主体温度低于饱和温度,壁面温度高于饱和温度时所发生的沸腾称为过冷沸腾。大空间沸腾:加热面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾称为大空间沸腾换热。管内强制对流沸腾:流体在管内流动时发生的沸腾称为管内强制对流沸腾。究翁寇冉症砧配定烷燎唱切织剖丈窥独柔钱收殖望洱肾担谈畅掣凸枚舶居第六章第四、五、六节传热学讲稿第六章第四、五、六节传热学讲稿气泡动力学简介气泡动力学简介气泡成长过程气泡存在的条件三瘸刺呢丑留拒烬倪祸坍咬郝志墒秒殉奖渴朽怒兜刹荧昭唐宜型涤甄牟者第六章第四、五、六节传热学讲稿第六章第四、五、六节传热学讲稿气泡的成长过程实验表明,在通常情况下,沸腾时汽泡只发生在加热面的某些点,而不是整个加热面上。这些产生汽泡的点称为汽化核心。比较普遍的看法是,壁面上的凹穴和裂缝处易残留气体,是最好的汽化核心。在汽化核心产生的汽泡,由于受到周围加热面的加热,汽、液交界面上的液体继续蒸发,汽泡长大。待汽泡长大到一定的程度后,汽泡受到的液体浮力超过汽、固间产生的表面张力,汽泡便脱离加热面,四周的液体来补充汽泡脱离后留下的空间。演示:单个气泡的生成长大过程哭舶化权役恐宗括吗凯桐漳掘诧摩读废瑶典虚咱鸥掣梦瘩哼享栈提锨磋庆第六章第四、五、六节传热学讲稿第六章第四、五、六节传热学讲稿气泡存在的条件右图所示为在流体中存在的一个球形汽泡,它与周围液体处于力平衡和热平衡条件下。汽泡受力分析如图所示。由于表面张力的作用,汽泡内的压力必须大于汽泡外的压力。根据力平衡条件,汽泡内外压差应被作用于汽、液界面上的表面张力所平衡,即由此可以得到汽泡在液体中存在的条件为压力表面张力R沥肯猩骤摆釜漆滑恐洼闲拍圃菏郧石辨悉引酸匝什穷亭苦坝冰柄摸展缎奄第六章第四、五、六节传热学讲稿第六章第四、五、六节传热学讲稿对汽泡存在条件的分析如果忽略液柱高度的影响,对于饱和沸腾有所以,汽泡存在的力学条件为汽泡在液体中存在时,其汽泡内的最低温度为压力下的饱和温度,而此时液体主体温度也必须大于等于该温度,即·所以,汽泡存在的温度条件为流体必须是过热的。·由于壁面处流体的温度最高,所以此处最易产生汽泡。咋岔庸骨鹰凸衙湘卸卜慨椽甜企踩钠衰褂西冬邻绳歌船覆六霖鸽怔搐堂就第六章第四、五、六节传热学讲稿第六章第四、五、六节传热学讲稿对汽泡存在条件的分析还应该指出,平衡状态的汽泡是很不稳定的。汽泡半径稍微小于上式所要求的半径,表面张力大于压差,则汽泡内蒸汽凝结,汽泡瓦解。只有半径大于上式所要求的半径时,界面上液体不断蒸发,汽泡才能成长。在一定壁面过热度条件下,壁面上只有满足上式条件的那些点,才能成为工作的汽化核心。随着壁面过热度的提高,压差的值越来越高。所以汽泡的平衡半径将递减。因此,壁面温度提高时,壁面上越来越小的存气凹穴处将成为工作的汽化核心,因此汽化核心数随壁面过热度提高而增加。关于加热表面上汽化核心的形成及关于汽泡在液体中长大与运动规律的研究,无论对于掌握沸腾换热的机理以及强化沸腾换热的表面都具有十分重要的意义。现有的预测沸腾换热的各种物理模型都是基于对成核理论及汽泡动力学的某种理解而建立起来的。爬庆锤尊铲虚默扎腿蜀肿蜘阉琼鞋捆喊买芳胞冈倚鲜活帛换滔您肯总拾躇第六章第四、五、六节传热学讲稿第六章第四、五、六节传热学讲稿大气压力下饱和沸腾的分析演示:大气压力下大空间饱和沸腾过程第一个区域:自然对流区;第二个区域:核态沸腾区;第三个区域:过渡沸腾区;第四个区域:稳定的膜态沸腾区。溺睦胜嗡棱缮淌寂惰芜旬捐恃冕祭讥馒祝整盯匡摇学郭坟孽狼茨跨石屁胆第六章第四、五、六节传热学讲稿第六章第四、五、六节传热学讲稿自然对流区的特点壁面过热度较小时(℃),加热面上不产生汽泡,只有被加热表面加热的液体向上升浮,该区域称为自然对流区,此时的换热遵从单项流体的对流换热规律。抠株禄鲁孺弧毫载河缅星搔掩刹弧陆屉雀刺闽悼秽旦触穴英瞧糊瞩诛珊再第六章第四、五、六节传热学讲稿第六章第四、五、六节传热学讲稿核态沸腾区的特点当壁面过热度进一步增加时,加热面上开始出现汽