1、1傳熱學 Heat Transfer第七章第七章 相變對流傳熱相變對流傳熱2第七章第七章相變對流傳熱相變對流傳熱7-1 7-1 凝結換熱現象凝結換熱現象7-2 7-2 膜狀凝結分析解及實驗關聯式膜狀凝結分析解及實驗關聯式7-3 7-3 影響膜狀凝結的因素影響膜狀凝結的因素7-4 7-4 沸騰換熱現象沸騰換熱現象7-5 7-5 沸騰換熱計算式沸騰換熱計算式7-6 7-6 影響沸騰換熱的因素影響沸騰換熱的因素37-1 7-1 凝結換熱凝結換熱凝結換熱的凝結換熱的關鍵點關鍵點凝結可能以不同的形式發(fā)生，膜狀凝結和珠狀凝結凝結可能以不同的形式發(fā)生，膜狀凝結和珠狀凝結冷凝物相當于增加了熱量進一步傳遞的熱阻

2、冷凝物相當于增加了熱量進一步傳遞的熱阻層流和湍流膜狀凝結換熱的實驗關聯式層流和湍流膜狀凝結換熱的實驗關聯式影響膜狀凝結換熱的因素影響膜狀凝結換熱的因素會分析豎壁和橫管的換熱過程，及會分析豎壁和橫管的換熱過程，及NusseltNusselt膜狀凝結理論膜狀凝結理論凝結換熱實例凝結換熱實例 鍋爐中的水冷壁鍋爐中的水冷壁 寒冷冬天窗戶上的冰花寒冷冬天窗戶上的冰花 許多其他的工業(yè)應用過程許多其他的工業(yè)應用過程41 1 凝結過程凝結過程定義：沿整個壁面形成一層薄膜，并且在重定義：沿整個壁面形成一層薄膜，并且在重力的作用下流動，凝結放出的汽化潛熱必須力的作用下流動，凝結放出的汽化潛熱必須通過液膜，因此，液

3、膜厚度直接影響了熱量通過液膜，因此，液膜厚度直接影響了熱量傳遞。傳遞。特點：壁面上有一層液膜，凝結放出的相變特點：壁面上有一層液膜，凝結放出的相變熱（潛熱）須穿過液膜才能傳到冷卻壁面上，熱（潛熱）須穿過液膜才能傳到冷卻壁面上， 此時液膜成為主要的換熱熱阻此時液膜成為主要的換熱熱阻 gswtt 膜狀凝結膜狀凝結51 1 凝結過程凝結過程定義：凝結液體不能很好地濕潤壁面，凝結液定義：凝結液體不能很好地濕潤壁面，凝結液體在壁面上形成一個個小液珠的凝結形式，稱體在壁面上形成一個個小液珠的凝結形式，稱珠狀凝結。珠狀凝結。特點：凝結放出的潛熱不須穿過液膜的阻力即特點：凝結放出的潛熱不須穿過液膜的阻力即可傳

4、到冷卻壁面上。可傳到冷卻壁面上。所以，在其它條件相同時，珠狀凝結的表面?zhèn)魉裕谄渌鼦l件相同時，珠狀凝結的表面?zhèn)鳠嵯禂刀ù笥谀钅Y的傳熱系數。熱系數定大于膜狀凝結的傳熱系數。gswtt珠狀凝結珠狀凝結62 2 純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析假定假定：1 1）常物性；）常物性；2 2）蒸氣靜止；）蒸氣靜止；3 3）液膜的慣性力忽略；）液膜的慣性力忽略；4 4）氣液界面上無溫差，即液膜溫度等于飽和溫度；）氣液界面上無溫差，即液膜溫度等于飽和溫度；5 5）膜）膜內溫度線性分布，即熱量轉移只有導熱；內溫度線性分布，即熱量轉移只有導熱；6 6）液膜的過冷度）液膜的

5、過冷度忽略；忽略； 7 7）忽略蒸汽密度；）忽略蒸汽密度；8 8）液膜表面平整無波動）液膜表面平整無波動邊界層微分方程組：邊界層微分方程組：2222)(0ytaytvxtuyugdxdpyuvxuuyvxullll純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析8考慮（考慮（3 3）液膜的慣性力忽略）液膜的慣性力忽略 2222)(0ytaytvxtuyugdxdpyuvxuuyvxullll0)(yuvxuul考慮（考慮（5 5） 膜內溫度線性分布，即熱量轉移只有導熱膜內溫度線性分布，即熱量轉移只有導熱 考慮（考慮（7 7）忽）忽略蒸汽密度略蒸汽密度0dxdp0ytvxtu

6、002222ytayuglll只有只有u u 和和 t t 兩個未知量，于兩個未知量，于是，上面得方程組化簡為：是，上面得方程組化簡為： 純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析9邊界條件：邊界條件：swttyuyttuy ,0dd 0, 0時，時，1/ 4llsw2l4(tt )xgr 求解上面方程可得：求解上面方程可得：(1) (1) 液膜厚度液膜厚度定性溫度：定性溫度：2wsmttt注意：注意：r r 按按 t ts s 確定確定純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析10(2) (2) 局部對流換熱系數局部對流換熱系數1 / 42

7、3llxlswgrh4( tt)x sw( tttC )整個豎壁的平均表面?zhèn)鳠嵯禂嫡麄€豎壁的平均表面?zhèn)鳠嵯禂? / 423lllVx0lswgr1hh dx0.943ll( tt) (3) (3) 修正：修正：實驗表明，由于液膜表面波動，凝結換熱得到強實驗表明，由于液膜表面波動，凝結換熱得到強 化，因此，實驗值比上述得理論值高化，因此，實驗值比上述得理論值高2020左右左右1/ 423llVlswgrh1.13l(tt ) 修正后：修正后：定性溫度：定性溫度：2wsmttt純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析1)(wspttcrJa時，慣性力項和液膜過冷度時，慣

8、性力項和液膜過冷度的影響均可忽略。的影響均可忽略。對于對于傾斜壁傾斜壁，則用，則用 gsingsin 代替以上各式中的代替以上各式中的 g g 即可即可另外，除了對波動的修正外，其他假設也有人做了相關的另外，除了對波動的修正外，其他假設也有人做了相關的研究，如當研究，如當 并且，并且，1Pr (4) (4) 水平圓管水平圓管努塞爾的理論分析可推廣到水平圓管及球表面上的層流努塞爾的理論分析可推廣到水平圓管及球表面上的層流膜狀凝結膜狀凝結1/ 423llHlswgrh0.729d(tt ) 1/ 423llSlswgrh0.826d(tt ) 式中：下標式中：下標“ H H ”表示水平管，表示水平

9、管，“ S S ”表示球表示球; d ; d 為水為水 平管或球的直徑。平管或球的直徑。 定性溫度與前面的公式相同定性溫度與前面的公式相同純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析橫管與豎管的對流換熱系數之比：橫管與豎管的對流換熱系數之比：4177.0dlhhVgHg123 3 邊界層內的流態(tài)邊界層內的流態(tài)凝結液體流動也分層流和湍流，并凝結液體流動也分層流和湍流，并且其判斷依據仍然時且其判斷依據仍然時ReRe，elduRe式中：式中： u ul l 為為 x = lx = l 處液膜層的平均流速；處液膜層的平均流速；de de 為該截面處液膜層的當量直徑。為該截面處液

10、膜層的當量直徑。20Re 1600Rec無波動層流無波動層流有波動層流有波動層流湍流湍流13如圖如圖由熱平衡由熱平衡所以所以對水平管，用對水平管，用 代替上式中的代替上式中的 即可。即可。ecd4A / P4b/ b4lml4u4qReswmlh(tt )lrqsw4hl( tt)Rerrl并且橫管一般都處于層流狀態(tài)并且橫管一般都處于層流狀態(tài)邊界層內的流態(tài)邊界層內的流態(tài)144 4 湍流膜狀凝結換熱湍流膜狀凝結換熱液膜從層流轉變?yōu)橥牧鞯呐R界雷諾數可定為液膜從層流轉變?yōu)橥牧鞯呐R界雷諾數可定為16001600。橫管因。橫管因直徑較小，實踐上均在層流范圍。直徑較小，實踐上均在層流范圍。對湍流液膜，除了

11、靠近壁面的層流底層仍依靠導熱來傳遞對湍流液膜，除了靠近壁面的層流底層仍依靠導熱來傳遞熱量外，層流底層之外以湍流傳遞為主，換熱大為增強熱量外，層流底層之外以湍流傳遞為主，換熱大為增強對對豎壁的湍流凝結換熱豎壁的湍流凝結換熱，其沿整個壁面的，其沿整個壁面的平均表面?zhèn)鳠崞骄砻鎮(zhèn)鳠嵯禂迪禂涤嬎闶綖椋河嬎闶綖椋篶cltxxhhh1ll式中：式中：h hl l 為層流段的傳熱系數；為層流段的傳熱系數； h ht t 為湍流段的傳熱系數；為湍流段的傳熱系數； x xc c 為層流轉變?yōu)橥牧鲿r轉折點的高度為層流轉變?yōu)橥牧鲿r轉折點的高度 l l 為豎壁的總高度為豎壁的總高度151 / 31 / 41 / 23

12、 / 4wssReNuGaPr58 Pr(Re253 )9200Pr利用上面思想，整理的實驗關聯式：利用上面思想，整理的實驗關聯式：式式中：中： 。除。除 用壁溫用壁溫 計算外，其余物理量的定性溫度均為計算外，其余物理量的定性溫度均為N uhl /;32Gagl/wPrwtst。湍流膜狀凝結換熱湍流膜狀凝結換熱167-3 7-3 影響膜狀凝結的因素影響膜狀凝結的因素1. 1. 不凝結氣體不凝結氣體 不凝結氣體增加了傳遞過程的阻力，同時使飽和不凝結氣體增加了傳遞過程的阻力，同時使飽和溫度下降，減小了凝結的驅動力溫度下降，減小了凝結的驅動力ht 。2. 2. 蒸氣流速蒸氣流速 流速較高時，蒸氣流對

13、液膜表面產生模型的粘滯應力。流速較高時，蒸氣流對液膜表面產生模型的粘滯應力。 如果蒸氣流動與液膜向下的流動同向時，使液膜拉薄，如果蒸氣流動與液膜向下的流動同向時，使液膜拉薄， 增大；反之使增大；反之使 減小。減小。h17 4. 4. 液膜過冷度及溫度分布的非線性液膜過冷度及溫度分布的非線性 如果考慮過冷度及溫度分布的實際情況，要用下式如果考慮過冷度及溫度分布的實際情況，要用下式代替計算公式中的代替計算公式中的 ， 5. 5. 管子排數管子排數 管束的幾何布置、流體物性都會影響凝結換熱。管束的幾何布置、流體物性都會影響凝結換熱。 前面推導的橫管凝結換熱的公式只適用于單根橫管。前面推導的橫管凝結換

14、熱的公式只適用于單根橫管。rpswrr0.68c ( tt) 3. 3. 過熱蒸氣過熱蒸氣 要考慮過熱蒸氣與飽和液的焓差。要考慮過熱蒸氣與飽和液的焓差。 影響膜狀凝結的因素影響膜狀凝結的因素18 6. 6. 管內冷凝管內冷凝 此時換熱與蒸氣的流速關系很大。此時換熱與蒸氣的流速關系很大。蒸氣流速低時，凝結液主要在管子底部，蒸氣則位于管子上半部。蒸氣流速低時，凝結液主要在管子底部，蒸氣則位于管子上半部。流速較高時，形成環(huán)狀流動，凝結液均勻分布在管子四周，中心流速較高時，形成環(huán)狀流動，凝結液均勻分布在管子四周，中心為蒸氣核。為蒸氣核。 影響膜狀凝結的因素影響膜狀凝結的因素19 7. 7. 凝結表面的

15、幾何形狀凝結表面的幾何形狀強化凝結換熱的原則是盡量減薄粘滯在換熱表面強化凝結換熱的原則是盡量減薄粘滯在換熱表面上的液膜的厚度。上的液膜的厚度。可用各種帶有尖峰的表面使在其上冷凝的液膜拉可用各種帶有尖峰的表面使在其上冷凝的液膜拉薄，或者使已凝結的液體盡快從換熱表面上薄，或者使已凝結的液體盡快從換熱表面上 排泄掉。排泄掉。 影響膜狀凝結的因素影響膜狀凝結的因素20n強化凝結換熱的原則是盡量減薄粘滯在換熱表面上的液膜的厚度。n可用各種帶有尖峰的表面使在其上冷凝的液膜拉薄，或者使已凝結的液體盡快從換熱表面上排泄掉。217-4 沸騰換熱現象沸騰換熱現象沸騰的定義：沸騰的定義：沸騰指液體吸熱后在其內部產生

16、汽泡的汽化沸騰指液體吸熱后在其內部產生汽泡的汽化過程稱為沸騰。過程稱為沸騰。 沸騰的特點沸騰的特點 1 1 ）液體汽化吸收大量的汽化潛熱；）液體汽化吸收大量的汽化潛熱；2 2 ）由于汽泡形成和脫離時帶走熱量，使加熱表面不斷受）由于汽泡形成和脫離時帶走熱量，使加熱表面不斷受到冷流體的沖刷和強烈的擾動，所以沸騰換熱強度遠大于到冷流體的沖刷和強烈的擾動，所以沸騰換熱強度遠大于無相變的換熱。無相變的換熱。 22沸騰換熱現象沸騰換熱現象沸騰換熱分類：沸騰換熱分類： 1 1 ）大容器沸騰（池內沸騰）大容器沸騰（池內沸騰） ； 2 2 ）強制對流沸騰（管內沸騰）強制對流沸騰（管內沸騰）產生沸騰的條件：產生沸

17、騰的條件： 理論分析與實驗證明，產生沸騰的條件：理論分析與實驗證明，產生沸騰的條件： 1 1）液體必須過熱；）液體必須過熱； 2 2）要有汽化核心）要有汽化核心 231 1 大容器飽和沸騰曲線大容器飽和沸騰曲線 （1 1）大容器沸騰）大容器沸騰 定義：定義：指加熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所發(fā)生的指加熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所發(fā)生的沸騰稱為大容器沸騰。沸騰稱為大容器沸騰。 特點：特點：產生的氣泡能自由浮升，穿過液體自由面進入容器產生的氣泡能自由浮升，穿過液體自由面進入容器空間。空間。 （2 2）飽和沸騰）飽和沸騰 定義：定義：液體主體溫度達到飽和溫度液體主體溫度達到飽和溫度 ，壁面

18、溫度，壁面溫度 高于飽和高于飽和溫度所發(fā)生的沸騰稱為飽和沸騰。溫度所發(fā)生的沸騰稱為飽和沸騰。 特點特點 : : 隨著壁面過熱度的增高，出現隨著壁面過熱度的增高，出現 4 4 個換熱規(guī)律全然個換熱規(guī)律全然不同的區(qū)域。不同的區(qū)域。 24（3 3）過冷沸騰）過冷沸騰 指液體主體溫度低于相應壓力下飽和溫度，壁面溫度指液體主體溫度低于相應壓力下飽和溫度，壁面溫度大于該飽和溫度所發(fā)生的沸騰換熱，稱過冷沸騰。大于該飽和溫度所發(fā)生的沸騰換熱，稱過冷沸騰。 （4 4）大容器飽和沸騰曲線：）大容器飽和沸騰曲線： 表征了大容器飽和沸騰的全部過程，共包括表征了大容器飽和沸騰的全部過程，共包括4 4個換熱規(guī)個換熱規(guī)律不

19、同的階段：律不同的階段：自然對流、核態(tài)沸騰、過渡沸騰自然對流、核態(tài)沸騰、過渡沸騰和和穩(wěn)定膜穩(wěn)定膜態(tài)沸騰態(tài)沸騰，如圖所示：，如圖所示：25qmaxqmin26如圖如圖 7-11 7-11 所示，橫坐標為壁面過熱度（對數坐所示，橫坐標為壁面過熱度（對數坐標）；縱坐標為熱流密度（算術密度）。標）；縱坐標為熱流密度（算術密度）。 從曲線變化規(guī)律可知：隨壁面過熱度的增大，區(qū)從曲線變化規(guī)律可知：隨壁面過熱度的增大，區(qū)段段、將整個曲線分成四個特定的換將整個曲線分成四個特定的換熱過程，其特性如下：熱過程，其特性如下： 1 1 ）單相自然對流段（液面汽化段）單相自然對流段（液面汽化段） 壁面過熱度小時（圖中壁面

20、過熱度小時（圖中 ）沸騰尚未開始，）沸騰尚未開始，換熱服從單相自然對流規(guī)律。換熱服從單相自然對流規(guī)律。4t272 2 ）核態(tài)沸騰（飽和沸騰）核態(tài)沸騰（飽和沸騰） 隨著隨著 的上升，在加熱面的一些特定點上開的上升，在加熱面的一些特定點上開始出現汽化核心，并隨之形成汽泡，該特定點稱始出現汽化核心，并隨之形成汽泡，該特定點稱為起始沸點。其特點是：為起始沸點。其特點是： t開始階段開始階段，汽化核心產生的汽泡互不干擾，汽化核心產生的汽泡互不干擾，稱為稱為孤立汽泡區(qū)；孤立汽泡區(qū)； 隨著隨著 的上升，汽化核心增加，生成的汽的上升，汽化核心增加，生成的汽泡數量增加，汽泡互相影響并合成汽塊及汽柱，泡數量增加，

21、汽泡互相影響并合成汽塊及汽柱，稱為稱為相互影響區(qū)。相互影響區(qū)。 t28隨著隨著 的增大，的增大， q q 增大，當增大，當 增大到一定增大到一定值時，值時， q q 增加到最大值增加到最大值 ，汽泡擾動劇烈，汽化，汽泡擾動劇烈，汽化核心對換熱起決定作用，則稱該段為核心對換熱起決定作用，則稱該段為核態(tài)沸騰核態(tài)沸騰（泡狀沸騰）。（泡狀沸騰）。 t其特點：其特點：溫壓小，換熱強度大，其終點的熱流密溫壓小，換熱強度大，其終點的熱流密度度 q q 達最大值達最大值 。工業(yè)設計中應用該段。工業(yè)設計中應用該段。 t293 3 ）過渡沸騰）過渡沸騰 從峰值點進一步提高從峰值點進一步提高 ，熱流密度，熱流密度

22、q q 減小；減小；當當 增大到一定值時，熱流密度減小到增大到一定值時，熱流密度減小到 ，這一，這一階段稱為階段稱為過渡沸騰過渡沸騰。該區(qū)段的特點是屬于不穩(wěn)定。該區(qū)段的特點是屬于不穩(wěn)定過程。過程。 tminq原因：原因：汽泡的生長速度大于汽泡躍離加熱面的汽泡的生長速度大于汽泡躍離加熱面的速度，使汽泡聚集覆蓋在加熱面上，形成一層速度，使汽泡聚集覆蓋在加熱面上，形成一層蒸汽膜，而蒸汽排除過程惡化，致使蒸汽膜，而蒸汽排除過程惡化，致使 q m q m 下降。下降。 304 4 ）穩(wěn)定膜態(tài)沸騰）穩(wěn)定膜態(tài)沸騰 從從 開始，隨著開始，隨著 的上升，氣泡生長速的上升，氣泡生長速度與躍離速度趨于平衡。此時，在

23、加熱面上形成穩(wěn)度與躍離速度趨于平衡。此時，在加熱面上形成穩(wěn)定的蒸汽膜層，產生的蒸汽有規(guī)律地脫離膜層，致定的蒸汽膜層，產生的蒸汽有規(guī)律地脫離膜層，致使使 上升時，熱流密度上升時，熱流密度 q q 上升，此階段稱為上升，此階段稱為穩(wěn)穩(wěn)定膜態(tài)沸騰。定膜態(tài)沸騰。 minqtt31 特點：特點：（ 1 1 ）汽膜中的熱量傳遞不僅有導熱，而且有對流；）汽膜中的熱量傳遞不僅有導熱，而且有對流； （ 2 2 ）輻射熱量隨著）輻射熱量隨著 的加大而劇增，使熱流密度大的加大而劇增，使熱流密度大大增加；大增加； （ 3 3 ）在物理上與膜狀凝結具有共同點：前者熱量必）在物理上與膜狀凝結具有共同點：前者熱量必須穿過熱

24、阻大須穿過熱阻大 的汽膜；后者熱量必須穿過熱阻相的汽膜；后者熱量必須穿過熱阻相對較小的液膜。對較小的液膜。 32幾點說明：幾點說明：（1 1）上述熱流密度的峰值）上述熱流密度的峰值q qmaxmax 有重大意義，稱為有重大意義，稱為臨界熱流密度，亦稱燒毀點。一般用核態(tài)沸騰臨界熱流密度，亦稱燒毀點。一般用核態(tài)沸騰轉折點轉折點DNBDNB作為監(jiān)視接近作為監(jiān)視接近q qmaxmax的警戒。這一點對的警戒。這一點對熱流密度可控和溫度可控的兩種情況都非常重熱流密度可控和溫度可控的兩種情況都非常重要。要。（2 2）對穩(wěn)定膜態(tài)沸騰，因為熱量必須穿過的是熱）對穩(wěn)定膜態(tài)沸騰，因為熱量必須穿過的是熱阻較大的汽膜，

25、所以換熱系數比凝結小得多。阻較大的汽膜，所以換熱系數比凝結小得多。332 2 汽化核心的分析汽化核心的分析(1) (1) 汽泡的成長過程汽泡的成長過程 實驗表明，通常情況下，沸騰時汽泡只發(fā)生在實驗表明，通常情況下，沸騰時汽泡只發(fā)生在加熱面的某些點，而不是整個加熱面上，這些加熱面的某些點，而不是整個加熱面上，這些產生氣泡的點被稱為產生氣泡的點被稱為汽化核心汽化核心，較普遍的看法，較普遍的看法認為，壁面上的凹穴和裂縫易殘留氣體，是最認為，壁面上的凹穴和裂縫易殘留氣體，是最好的汽化核心，如圖所示。好的汽化核心，如圖所示。3435(2) (2) 汽泡的存在條件汽泡的存在條件汽泡半徑汽泡半徑R R必須滿

26、足下列條件才能存活必須滿足下列條件才能存活( (克拉貝龍克拉貝龍方程方程) )(2minswvsttrTRR式中：式中： 表面張力，表面張力，N/m；r汽化潛熱，汽化潛熱，J/kg v蒸汽密度，蒸汽密度，kg/m3；tw壁面溫度，壁面溫度， Cts對應壓力下的飽和溫度，對應壓力下的飽和溫度， C可見，可見， (t(tw w t ts s ) ) , R , Rminmin 同一加熱面上，稱為汽化同一加熱面上，稱為汽化核心的凹穴數量增加核心的凹穴數量增加 汽化核心數增加汽化核心數增加 換熱增強換熱增強367-5 7-5 沸騰換熱計算式沸騰換熱計算式沸騰換熱也是對流換熱的一種，因此，牛頓冷卻公式仍

27、然適用即沸騰換熱也是對流換熱的一種，因此，牛頓冷卻公式仍然適用即thtthqsw)(但對于沸騰換熱的但對于沸騰換熱的h h卻又許多不同的計算公式卻又許多不同的計算公式1 1 大容器飽和核態(tài)沸騰大容器飽和核態(tài)沸騰 影響核態(tài)沸騰的因素主要是過熱度和汽化核心數，而汽化核影響核態(tài)沸騰的因素主要是過熱度和汽化核心數，而汽化核心數受表面材料、表面狀況、壓力等因素的支配，所以沸騰換熱心數受表面材料、表面狀況、壓力等因素的支配，所以沸騰換熱的情況液比較復雜，導致了個計算公式分歧較大。目前存在兩種的情況液比較復雜，導致了個計算公式分歧較大。目前存在兩種計算是，一種是針對某一種液體，另一種是廣泛適用于各種液體。計

28、算是，一種是針對某一種液體，另一種是廣泛適用于各種液體。37為此，書中分別推薦了兩個計算式為此，書中分別推薦了兩個計算式（1 1）對于水的大容器飽和核態(tài)沸騰，教材推薦適用米海）對于水的大容器飽和核態(tài)沸騰，教材推薦適用米海 耶夫公式，壓力范圍：耶夫公式，壓力范圍：10105 54 4 10106 6 Pa Pa5 .033.21ptCh)(122. 033. 35 . 01KNmWC按按thq15.07 .02pqCh )(533. 015. 03 . 03 . 02KNmWC 沸騰換熱計算式沸騰換熱計算式（2 2）羅森諾公式）羅森諾公式廣泛適用的強制對流換熱公式廣泛適用的強制對流換熱公式沸騰換

29、熱也屬于對流換熱，沸騰換熱也屬于對流換熱，st = f ( Re, Pr )st = f ( Re, Pr )也應該適用。也應該適用。羅森諾正是在這種思路下，通過大量實驗得出了如下實驗關聯羅森諾正是在這種思路下，通過大量實驗得出了如下實驗關聯式：式：slwlCStPrRe33. 01tCrNuStplPrRe)(RevllgrqllpllCPr 沸騰換熱計算式沸騰換熱計算式39 上式可以改寫為：上式可以改寫為：321Pr)(slwlplvllrCtCgrq可見，可見， ，因此，盡管有時上述計算公，因此，盡管有時上述計算公式得到的式得到的q q與實驗值的偏差高達與實驗值的偏差高達 100100，

30、但已知，但已知q q計算計算 時，則可以將偏差縮小到時，則可以將偏差縮小到 3333。這一點在輻射換熱種更。這一點在輻射換熱種更為明顯。計算時必須謹慎處理熱流密度。為明顯。計算時必須謹慎處理熱流密度。3tqt2 2 大容器沸騰的臨界熱流密度大容器沸騰的臨界熱流密度書中推薦適用如下經驗公式：書中推薦適用如下經驗公式：4121max)(24vlvgrq沸騰換熱計算式沸騰換熱計算式403 3 大容器膜態(tài)沸騰的關聯式大容器膜態(tài)沸騰的關聯式（1 1）橫管的膜態(tài)沸騰）橫管的膜態(tài)沸騰413)()(62.0swvvvlvttdgrh式中，除了式中，除了r r 和和 l l 的值由飽和溫度的值由飽和溫度 t t

31、s s 決定外，其余物性均以決定外，其余物性均以平均溫度平均溫度 t tm m ( t( tw wt ts s ) / 2 ) / 2 為定性溫度，特征長度為管子外為定性溫度，特征長度為管子外徑徑d, d, 如果加熱表面為球面，則上式中的系數如果加熱表面為球面，則上式中的系數0.620.62改為改為0.670.67 沸騰換熱計算式沸騰換熱計算式41勃洛姆來建議采用如下超越方程來計算：勃洛姆來建議采用如下超越方程來計算：343434rchhhswswrTTTTh)(44其中：其中：（2 2）考慮熱輻射作用）考慮熱輻射作用由于膜態(tài)換熱時，壁面溫度一般較高，因此，有必要考慮由于膜態(tài)換熱時，壁面溫度一般較高，因此，有必要考慮熱輻射換熱的影響，它的影響有兩部分，一是直接增加了熱輻射換熱的影響，它的影響有兩部分，一是直接增加了換熱量，另一個是增大了汽膜厚度，從而減少了換熱量。換熱量，另一個是增大了汽膜厚度，從而減少了換熱量。因此，必須綜合考慮熱輻射效應。因此，必須綜合考慮熱輻射效應。 沸騰換熱計算式沸騰換熱計算式427-6 7-6 影響沸騰換熱的因素影響沸騰換熱的因素沸騰換熱是我們學過的換熱現象中最復雜的，影響因素也沸騰換熱是我們學過的換熱現象中最復雜的，影響