第 3 章 固液相变热质交换原理3.1 沸腾换热3.1.1 汽化核心分析工业应用都位于核态沸腾的区域,而在核态沸腾区域,气泡的扰动或者说汽化核心对换热起决定性的影响。下面分析影响汽化核心的因素以及核心数和温差之间的关系。汽泡在沸腾过程中受两种力作用,一个是表面张力 ,一个是内外压强差(膨胀力)。气泡要求能够存在的平衡条件是 : 整理 注意:泡内饱和蒸汽 ,要使气泡扩大,泡壁要不断蒸发,所以液体湿度下的饱和温度 。至少少于 ,而由上式,要求 在平衡时 沸腾产生时,液体温度大于沸腾压力下的饱和温度,液体过热度为 。这个过热度是气泡产生和长大的动力。壁面处的液体温度 ,此时具有最大过热度 ,而壁面处由于凹穴的存在,气泡生成新需要的过热度也最低,所以气泡总是在壁面产生。壁面上气泡生成时的最小半径 越大(也就是越大成 )R 越小,气泡就越容易生成,气泡量 ,沸腾负担增强 ,从而汽化核心数随壁面过热度的提高而增加。强迫对流沸腾重点关注两相流: 过程简述, 看图主要影响因素:放置情况,含汽量,流量,管长和管径长,情况复杂。3.1.2 沸腾换热的计算之制冷剂的管内沸腾制冷剂呈气—液两相流,含气量逐渐增加。同时物性, 等又是在不断变化的。① 书上给出了一些物冷剂在特定条件下的平均放热系数的计算公式,此“平均”是指从蒸发器入中段的平均。② 由于气—液两相流动的含气量、流速、流动的结构都在不断的变化呈现出一种分段的特征,所以以上的公式试图用一个“平均放热系数”来描述整个过程,有其局限性。局限性其表现:①对其它制冷剂,A 是未知数;②这个公式对其它制冷剂,仅在单相流(x=1)的情况下适用,在其它流动类型的阶段误差很大。③因此,提出了分段计算 的方法,将管内沸腾分成两个换热区:3.2 凝聚换热3.2.1 凝聚换热现象及分析 膜状凝聚,珠状凝聚,凝聚液体对壁面的湿润能力,膜状凝聚可以简化分析。3.2.2 膜状凝聚分析解及实验关联式竖壁上的膜状凝聚问题:分析解:实验结果:影响膜状凝聚的因素及提高换热系数的措施3.2.3 制冷剂的冷凝放热3.3 固液相变传热一维分析解法