大容器沸腾：加热壁面浸入液体，液体被加热而引起的无强制对流的沸腾现象。 定压差下流体在流动过程中受热沸 (强制对流)：此时液体流速对沸腾过程 影南，而且加热面上气泡不能自由上浮，被迫随流体一起流动，出现了复杂的气液两相的 构。 大容 业上有再清 气泡的生成和过热度 由于麦面张力的作用，要求气询内的蒸气压力大于液体的压力。而气泡生成和长大都需要从周 围液体中吸收热量，要求压力较低的液相温度高于汽相的温度，故液体必须过热，即液体的温度必 须高于气泡内压力所对应的饱和温度。在液相中紧贴加热面的液体具有最大的过热度。液体的过热 是新相 小气泡生成的必要条件。 ·粗糙表面的气化核心 开始形成气泡时，气泡内的压力必须无穷大。这种情况显然是不存在的，因此纯净的液体在绝 对光滑的加热面上不可能产生气泡。气泡只能在粗加热面的若干点上】 生，这种点为气化核 氧花 过热 化核心是一个复杂的问题，它与表 材料的性质及其不均匀性质等多种因素有关 1kg 祺状沫瑞 表面汽化核状满腾 B 0.1 1.0 10 1001000 成=T-t.心 ，以常压水在大容器内沸腾为 加热面与液体之主要以自然对流为生 砂心形成泡长大速度，所以 A<5℃时，汽化仅发生在液体表面，严格说还不是沸腾，而是表面汽化。此阶段，α较小，且 随△t升高得缓慢。 (2)BC段，25C>AP5C时，汽化核心数增大，汽泡长大速度增快，对液体扰动增强，对流 传热系数增加，由汽化核心产生的气泡对传热起主导作用，此时为核状沸腾。 (3)CD段，△>25C进一步增大到一定数值，加热面上的汽化核心大大增加，以至气泡产生 的速度大于脱离壁面的速度，气泡相连形成气膜，将加热面与液体隔开，由于气体的导热系数较小， 使a, 阶段称为不稳定膜状沸腾 时为定状 50℃时，气膜稳定，由于加热面tw高，热辐射影响增大，对流传热系数增大，此 腾地苦在核状沸腾下 膜状沸的转折点℃称为临界 器内沸腾时：A=25C 125×10eWm2 3.沸腾传热的影响因素和强化措施 (1)流体物性 流体的μ、、o、p等有影响↑或p个，a个：μ↑或o个，a↓. 一般来说，有机物的μ大，在同样的P和△t下比水的α小：而且表面张力c小，润湿能力大的液 体，有利于气泡形成和脱离壁面，a大· 措施：在液体中加入少量添加剂，改变其表面张力σ↓。 9 大容器沸腾：加热壁面浸入液体，液体被加热而引起的无强制对流的沸腾现象。 管内沸腾：在一定压差下流体在流动过程中受热沸腾（强制对流）；此时液体流速对沸腾过程 有影响，而且加热面上气泡不能自由上浮，被迫随流体一起流动，出现了复杂的气液两相的流动结 构。 工业上有再沸器、蒸发器、蒸汽锅炉等都是通过沸腾传热来产生蒸汽。管内沸腾的传热机理比 大容器沸腾更为复杂。本节仅讨论大容器的沸腾传热过程。 ⬧ 气泡的生成和过热度 由于表面张力的作用，要求气泡内的蒸气压力大于液体的压力。而气泡生成和长大都需要从周 围液体中吸收热量，要求压力较低的液相温度高于汽相的温度，故液体必须过热，即液体的温度必 须高于气泡内压力所对应的饱和温度。在液相中紧贴加热面的液体具有最大的过热度。液体的过热 是新相——小气泡生成的必要条件。 ⬧ 粗糙表面的气化核心 开始形成气泡时，气泡内的压力必须无穷大。这种情况显然是不存在的，因此纯净的液体在绝 对光滑的加热面上不可能产生气泡。气泡只能在粗糙加热面的若干点上产生，这种点称为气化核心。 无气化核心则气泡不会产生。过热度增大，气化核心数增多。气化核心是一个复杂的问题，它与表 面粗糙程度、氧化情况、材料的性质及其不均匀性质等多种因素有关。 2．沸腾曲线 如图所示，以常压水在大容器内沸腾为例，说明t 对的影响。 （1）AB 段，t=tW－ts，t 很小时，仅在加热面有少量汽化核心形成汽泡，长大速度慢，所以 加热面与液体之间主要以自然对流为主。 t<5C 时，汽化仅发生在液体表面，严格说还不是沸腾，而是表面汽化。此阶段，较小，且 随t 升高得缓慢。 （2）BC 段，25C>t>5C 时，汽化核心数增大，汽泡长大速度增快，对液体扰动增强，对流 传热系数增加，由汽化核心产生的气泡对传热起主导作用，此时为核状沸腾。 （3）CD 段，t>25C 进一步增大到一定数值，加热面上的汽化核心大大增加，以至气泡产生 的速度大于脱离壁面的速度，气泡相连形成气膜，将加热面与液体隔开，由于气体的导热系数较小， 使，此阶段称为不稳定膜状沸腾。 DE 段，t>250C 时，气膜稳定，由于加热面 tW 高，热辐射影响增大，对流传热系数增大，此 时为稳定膜状沸腾。 工业上一般维持沸腾装置在核状沸腾下工作，其优点是：此阶段下大，tW 小。从核状沸腾到 膜状沸腾的转折点 C 称为临界点（此后传热恶化），其对应临界值tc、c、qc。对于常压水在大容 器内沸腾时：tc=25C、qc=1.25×106W/m2。 3．沸腾传热的影响因素和强化措施 （1）流体物性 流体的、、、等有影响；或，；或，。 一般来说，有机物的大，在同样的 P 和t 下比水的小；而且表面张力小，润湿能力大的液 体，有利于气泡形成和脱离壁面，大。 措施：在液体中加入少量添加剂，改变其表面张力