大容积沸腾存在温差一→自然对流气泡运动一→液体运动根据液流主体温度是否达到相应压力下的饱和温度，沸腾传热又分为过冷沸腾与饱和沸腾。过冷沸腾液流主体温度低于饱和温度：而加热表面上有气泡产生。气泡在液流主体中重新凝结，通过汽化一冷凝传递热量。饱和沸腾液流主体温度达到饱和温度，所产生的气泡不会重新凝结。本节讨论：大容积中的饱和沸腾GLL
大容积沸腾 存在 温差→自然对流 气泡运动→液体运动 根据液流主体温度是否达到相应压力 下的饱和温度，沸腾传热又分为过冷沸腾与饱和沸腾。过 冷沸腾液流主体温度低于饱和温度，而加热表面上有气泡 产生。气泡在液流主体中重新凝结，通过汽化—冷凝传递 热量。饱和沸腾液流主体温度达到饱和温度，所产生的气 泡不会重新凝结。 本节讨论：大容积中的饱和沸腾 GLL
大容积饱和沸腾沸腾条件：过热度和汽化核心气泡存在的必要条件：其内部的蒸汽压必须等于外压和液层静压强之和。过热度气泡生成的必要条件：液体要过热，即液体的温度要高于相应的饱和温度。汽化核心粗糙表面的细小凹缝提供了汽化核心。凹缝侧壁对气泡有依托作用，产生气泡所需的表面功较小；②凹缝内存在气泡胚胎。暴沸现象加热面较光滑时，必须有较大的过热度才能产生气泡：一旦所产生的气泡长大，过热液体在气泡表面迅速蒸发产生大量蒸汽，由于此过程十分剧烈，易形成暴沸。暴沸之后，过热度全部丧失，重又开始气泡的生成一长大→暴沸…………．。可见，此过程是不平稳的。GLL
大容积饱和沸腾 沸腾条件：过热度和汽化核心气泡存在的必要条件：其内部的 蒸汽压必须等于外压和 液层静压强之和。 过热度 气泡生成的必要条件：液体要过热，即液体的 温度要高于相应的饱和温度。 汽化核心 粗糙表面的细小凹缝提供了汽化核心。 ①凹缝侧壁对气泡有依托作用，产生气泡所需的表 面功较小； ②凹缝内存在气泡胚胎。 暴沸现象加热面较光滑时，必须有较大的过热度才能产生 气泡，一旦所产生的气泡长大，过热液体在气泡表面迅速 蒸发产生大量蒸汽，由于此过程十分剧烈，易形成暴沸。 暴沸之后，过热度全部丧失，重又开始气泡的生成→长大 →暴沸.。可见，此过程是不平稳的。 GLL
沸腾传热的强度远大容积饱和沸腾曲线高于无相变的对流给热，其原因在于气泡的存在和扰动，使传递热阻大膜状沸腾表面汽化核状沸腾大下降。个稳定膜状沸腾E0工业采用核状沸腾。Atc ~25°L 。优点α大，壁温Tw低。临界点：核状沸腾与膜状沸腾的转折点。临界点对应于临1010010000.11界热负荷qc及临界温At差Atc常压水的临界值/为qc1.25×106W/m2℃
表面汽化 核状沸腾 膜状沸腾 不稳定 膜状沸腾 10 100 1000 lga 沸腾传热的强度远 高于无相变的对流 给热，其原因在于 气泡的存在和扰 动，使传递热阻大 大下降。 大容积饱和沸腾曲线 工业采用核状沸腾。 优点大，壁温 Tw 低。临界点：核状沸 腾与膜状沸腾的转折 点。临界点对应于临 界热负荷 qc 及临界温 差tc常压水的临界值 为qc≈1.25×106W/m2 tc ≈25C。 △t / ℃
(^t=Tw -t, )GLL
(△t=TW –ts） GLL
沸腾传热系数的计算采用实验数据回归法计算。影响沸腾传热过程的因素：液体和蒸汽的性质加热面的粗糙度和表面物理性质操作压强和温差所以：a=A4t2.5Bts或lga=a+2.5lg4t+b't.其中：4t为壁温与操作压力下液体的饱和温度之差；a,b'由实验测定，t.是蒸汽的饱和温度。沸腾传热过程的强化②加热表面粗糙化；②降低沸腾液体的表面张力GLL
沸腾传热系数的计算 采用实验数据回归法计算。 影响沸腾传热过程的因素： ① 液体和蒸汽的性质 ② 加热面的粗糙度和表面物理性质 ③ 操作压强和温差 所以：α=AΔt 2.5Bt s 或 lgα=a ’+2.5lgΔt+b’ts其中:Δt 为壁温与操作压力下液体的饱和温度之差; a’,b’由实验测定，t s 是蒸汽的饱和温度。 沸腾传热过程的强化 ①加热表面粗糙化； ②降低沸腾液体的表面张力 GLL
蒸汽冷凝传热冷凝传热过程的热阻：集中于冷凝液膜层传热推动力：t-t.饱和蒸汽冷凝释放潜热·有相变，无温变膜状冷凝和滴状冷凝滴状冷凝比膜状冷凝的对流传热系数大5510a0DA9GLL
蒸汽冷凝传热 冷凝传热过程的热阻:集中于冷凝液膜层传 热推动力：ts -tw饱和蒸汽冷凝释放潜热，有 相变，无温变。 膜状冷凝和滴状冷凝 GLL 滴状冷凝比 膜状冷凝的 对流传热系 数大 5～10 倍
冷凝传热系数垂直管外层流时的平均冷凝给热系数P1314-52垂直管外瑞流时的平均冷凝传热系数P1314-54单根水平管外层流时的平均冷凝传热系数P1314-55同条件下，水平圆管与垂直圆管的冷凝传热系数之比P1314-56通常冷凝传热系数水平的大于垂直的，故工业冷凝器大部分是卧式的。水平管束外层流时的平均冷凝传热系数P1324-57GLL
冷凝传热系数 垂直管外层流时的平均冷凝给热系数 P1314-52 垂直管外湍流时的平均冷凝传热系数 P1314-54单根水平管外 层流时的平均冷凝传热系数 P1314-55同条件下，水平圆管与 垂直圆管的冷凝传热系数之比 P1314-56 通常冷凝传热系数水平的大于垂直的，故 工业冷凝器大部分是卧式的。 水平管束外层流时的平均冷凝传热系数 P1324-57 GLL
影响冷凝传热的因素及强化措施（1）不凝性气体的影响：存在扩散问题：设置排放口。，排除不凝性气体蒸汽不凝性气体冷凝液膜固体壁面（2）蒸汽过热的影响：与壁温T有当T时，无冷凝现象发生，写无相变对流相同。当T<时，有冷凝现象发生。对手过热蒸汽，冷凝过程由冷却和冷凝串联组成，即=r+Op（T-T对液膜而言，传热推动力仍然是（TT），通常将过热蒸汽按饱和蒸汽处理。GLL
影响冷凝传热的因素及强化措施 （1）不凝性气体的影响：存在扩散问题。 设置排放口，排除不凝性气体。 （2）蒸汽过热的影响：与壁温 Tw有关 蒸汽 不凝性气体 冷凝液膜 固体壁面 当 Tw >t s时，无冷凝现象发生，与无相变对流相同。 当 Tw <t s时，有冷凝现象发生。对于过热蒸汽，冷凝过程由 冷却和冷凝串联组成，即 r’=r+Cp(Tv -Ts ) 。对液膜而言，传 热推动力仍然是(Ts -Tw ) ，通常将过热蒸汽按饱和蒸汽处理。 GLL
（3）蒸汽流速的影响：当蒸汽流速较大时，要考虑蒸汽对液膜流动的影响。当两者同向流动时，蒸汽使液膜流动加快，从而降低膜厚，结果α增大。当两者向流动时，蒸汽阻滞液膜的流动，使膜厚增加，结果α降低；但当蒸汽流速很大，将液膜吹飞，使部分壁面暴露于蒸中时：α反而增大：常把蒸汽入口放在换热器的上部：就是为了避免两者的逆向流动避免两者的逆向流动蒸气流向冷凝液方向22（4）强化措施D减小热阻。降低液膜厚度。方法：尽快排走冷凝液向滴状冷凝转化冷凝液、向滴状冷凝转化顾丽莉
（3）蒸汽流速的影响：当蒸汽流速较大时，要考虑蒸汽 对液膜流动的影响。当两者同向流动时，蒸汽使液膜 流动加快，从而降低膜厚，结果增大。当两者逆向流 动时，蒸汽将阻滞液膜的流动，使膜厚增加，结果降 低；但当蒸汽流速很大，将液膜吹飞，使部分壁面暴 露于蒸中时， 反而增大。 常把蒸汽入口放在换热器的上部，就是为了避免两者的 逆向流动。 （4）强化措施 减小热阻，降低液膜厚度。方法：尽快排走冷凝液、向 滴状冷凝转化。 顾丽莉