35 第七章 相变对流传热 7.1 凝结传热的模式及分析计算.pptx

第1页：凝结传热的模式及分析计算

7-1 凝结传热的模式及分析计算：本页为《传热学》课程课件封面，标示课程名称与本讲主题。

第2页：第七章相变对流换热

第七章相变对流换热

第3页：工程应用背景锅炉炉膛中的水冷壁相变换热的

工程应用背景锅炉炉膛中的水冷壁相变换热的特点空调、冰箱中的冷凝器和蒸发器蒸汽发生器有潜热释放影响因素太多热点难点

第4页：§7-1凝结换热现象概述一凝结的定义二两

§7-1凝结换热现象概述一凝结的定义二两种存在形态蒸汽与低于其饱和温度的壁面接触时形成液体的过程。

浸润性液体，非浸润性液体。

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第6页：典型疏水表面（荷叶）微米结构纳米结构

典型疏水表面（荷叶）微米结构纳米结构

第7页：膜状凝结(film

1膜状凝结(film condensation)沿整个壁面形成一层薄膜，并且在重力的作用下流动。

2珠状凝结(dropwise condensation)当凝结液体不能很好的浸润壁面时，则在壁面上形成许多小液珠。

gg三两种形式的凝结换热

第8页：珠状凝结和膜状凝结对比

珠状凝结和膜状凝结对比

第9页：凝结换热设备的设计依据：膜状凝结

• （3）凝结换热设备的设计依据：膜状凝结。

3比较（1）h珠>h膜；

• （2）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；

第10页：电子元器件冷却

• （3）电子元器件冷却（1）蒸汽压缩制冷循环（2）电厂的凝汽器四膜状凝结换热的应用（4）LNG气化装置

第11页：电子芯片冷却

电子芯片冷却

第12页：IFV中间介质汽化器

IFV中间介质汽化器

第13页：§7-2层流膜状凝结换热

§7-2层流膜状凝结换热

第14页：对实际问题的简化

1对实际问题的简化1）常物性；

• 2）饱和蒸汽总体静止；
• 3）液膜惯性力可以忽略；
• 4）汽液界面上无温差；
• 5）膜内温度线性分布；
• 6）液膜的过冷度忽略；
• 7）忽略蒸汽密度；
• 8）液膜表面光滑平整无波动一Nusselt的分析解

第15页：边界层微分方程组

边界层微分方程组：

第16页：考虑（3）液膜的惯性力忽略考虑

考虑（3）液膜的惯性力忽略考虑（5）膜内温度线性分布，即热量传递方式只有导热考虑（2）：蒸汽静止

第17页：↘边界条件

↘边界条件：

第18页：求解结果(1)速度、温度分布

2求解结果(1)速度、温度分布

第19页：液膜厚度δ质量守恒

• (2)液膜厚度δ质量守恒

第20页：能量守恒

能量守恒

第21页：局部对流换热系数

• (3)局部对流换热系数

第22页：整个竖壁的平均表面传热系数定性温度：注意

• (4)整个竖壁的平均表面传热系数定性温度：注意：r按ts确定

第23页：几点说明努塞尔的理论分析可推广到水平圆管

3几点说明努塞尔的理论分析可推广到水平圆管外的层流膜状凝结（1）倾斜平板（2）水平圆管外

第24页：球表面外

球表面外

第25页：假设8似乎没用到

• （3）假设8似乎没用到？
• （4）定性温度注意：r按ts确定液膜表面光滑平整无波动

第26页：比较二垂直管与水平管的比较和实验验证水平

1比较二垂直管与水平管的比较和实验验证水平管与垂直管的对流换热系数之比：

第27页：实验验证（1）水平单管Nusselt分析

2实验验证（1）水平单管Nusselt分析解与实验结果吻合很好！

考核实验的合理性！

10％左右，最大15％（2）竖表面Re>20误差增大，液膜表面波动

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第29页：无波动层流有波动层流湍流

无波动层流有波动层流湍流ul为x = l处液膜层的平均流速；

de为该截面处液膜层的当量直径。

第30页：由热平衡

由热平衡

第31页：忽略惯性力和过冷度

忽略惯性力和过冷度Pr>或=1Ja雅各布数（Jakob）数

第32页：无波动层流有波动层流湍流

无波动层流有波动层流湍流（1）（2）表面传热系数的计算三湍流膜状凝结

第33页：定性温度定性温度其余伽里略数

定性温度定性温度其余伽里略数

第34页：思路层流→核算

1思路层流→核算Re→四例题Re≤1600→结果Re>1600→层流+湍流xc2要用的公式水平管外→竖直表面→式（6－12）

第35页：例7-1竖直表面→

3例7-1竖直表面→（1）水蒸气ts=100C→r（2）定性温度→液膜物性（3）选用层流公式（4）核算Re（5）换热量（6）蒸汽凝结量

第36页：同舟共济渡彼岸!

同舟共济渡彼岸!People in the sameboat help each otherto cross to the otherbank, where….