38 7.4 大容器沸腾传热的计算及其影响因素.pptx

第1页：大容器沸腾传热的计算及影响因素

7-4 大容器沸腾传热的计算及影响因素：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：三汽泡动力学简介汽泡的产生、成长

三汽泡动力学简介汽泡的产生、成长、脱离过程(b)残存在空穴内气体是孕育气泡的有利场所(c)气泡的长大过程(a)受热面积大的空穴内的液体加热面上最有利于成为气化核心的地点及其上气泡的成长

第3页：汽泡的产生、成长、脱离过程

汽泡的产生、成长、脱离过程

第4页：液体必须过热表面张力＝汽泡内外压力差

1液体必须过热表面张力＝汽泡内外压力差

第5页：汽化核心加热表面上凹坑

2汽化核心加热表面上凹坑、裂穴最有可能成为汽化核心这些地方的过热度要保证

第6页：4沸腾传热的数学模型目前传热学研究的热点

4沸腾传热的数学模型目前传热学研究的热点之一！

Aggressive Creative Self-motivated

第7页：四管内沸腾简介

四管内沸腾简介

第8页：§7-5沸腾换热计算式沸腾换热也是对流换

§7-5沸腾换热计算式沸腾换热也是对流换热的一种，因此，牛顿冷却公式仍然适用，即影响因素太多！

第9页：Ja = f ( Re, Pr

Ja = f ( Re, Pr )Δt＝tw－ts定性温度为tsr—汽化潜热Cpl—饱和液体的比定压热容g—重力加速度ηl—饱和液体的动力粘度Cwl—取决于加热表面－液体组合情况的经验常数(表6)q—沸腾传热的热流密度s—经验指数水s = 1,否则s=1.7Rohsenow公式－适用性广

第10页：表7－1部分液体-固体表面组合的经验系数

表7－1部分液体-固体表面组合的经验系数液体-固体表面组合情况水-铜0.0068烧焦的铜0.0130抛光的铜0.0060水-黄铜0.0130水-铂水-不锈钢0.0060磨光并抛光的不锈钢0.0130化学腐蚀的不锈钢0.0130机械抛光的不锈钢0.101苯-铬0.0027乙醇

第11页：上式可以改写为：可见，，因此

上式可以改写为：可见，，因此，尽管有时上述计算公式得到的q与实验值的偏差高达100％，但已知q计算Δt时，则可以将偏差缩小到33％。

第12页：Mr－液体的分子量C－常数pr－液体压力

Mr－液体的分子量C－常数pr－液体压力与该流体邻界压力之比Rp－加热表面粗糙度μm3制冷介质饱和核态沸腾的Cooper公式

第13页：三大容器膜态沸腾的关联式二大容器沸腾的临

三大容器膜态沸腾的关联式二大容器沸腾的临界热流密度书中推荐适用如下经验公式：不要求！

第14页：四说明1研究最不彻底

四说明1研究最不彻底！

2实验结果与关联式之间偏差很大！

3研究热点！

第15页：§7-6影响沸腾换热的因素及其强化最复杂

§7-6影响沸腾换热的因素及其强化最复杂影响因素最多关联式之间、实验结果与关联式之间重点：沸腾换热的强化只针对大容器沸腾换热

第16页：一不凝结气体与膜状凝结换热不同

一不凝结气体与膜状凝结换热不同，液体中的不凝结气体会使沸腾换热得到某种程度的强化液体平均温度小于饱和温度ts时发生的沸腾现象二过冷度在核态沸腾的起始阶段，自然对流占主导地位

第17页：图中介质为一个大气压下的水三液位高度液位

图中介质为一个大气压下的水三液位高度液位低于一定高度时，表面传热系数会明显地随液位的降低而升高；

液位高于此高度时时，沸腾换热表面传热系数与液位高度无关。

临界液位

第18页：随着航空航天技术的发展

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地步，就现有的成果表明：四重力加速度从0.1 ~ 100×9.8 m/s2的范围内，g对核态沸腾换热规律没有影响，但对自然对流换热有影响。

第19页：五管内沸腾图

五管内沸腾图7-20竖管管内沸腾示意

第20页：五沸腾表面的结构

五沸腾表面的结构(1)物理化学手段1强化换热思路：汽化核心2方法用烧结、钎焊、火焰喷涂、电离沉积等(2)机械加工方法3几种典型的强化表面

第21页：

第22页：沸腾表面微结构

沸腾表面微结构

第23页：实验装置和试件开槽多孔泡沫表面池沸腾传热

实验装置和试件开槽多孔泡沫表面池沸腾传热

第24页：(a)FS-1×1-1 mm

(a)FS-1×1-1 mm(No.2)(b) FS-1×3-1 mm(No.4)(c) FS-2×2-1 mm(No.5)(d) FS-3×3-1 mm(No.7)沸腾可视化图像(100 PPI , =4 mm,w=1 mm，q=7.4×105W·m-2.

第25页：(a) 5.8×105W·m-2传热系数

(a) 5.8×105W·m-2传热系数和开槽孔隙率的关系图(d=4mm,w=1 mm).(b) 7.4×105 W·m-2主导因素转折点:气泡逃逸阻力传热面积(毛细力)100PPI7.76% (FS-1×3-1 mm)130 PPI 5.84% ( FS-1×2-1 mm)Z.G. Qu*,Z.G. Xu, C.Y.Zhao, W.Q Tao, Int J of Multiphase Flow, 2012,41: 44-45.