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1、7-2沸騰換熱現(xiàn)象(BoilingHeatTransfer)蒸發(fā)：液－汽界面上液體汽化的相變過程沸騰：液體內(nèi)部產(chǎn)生汽泡的劇烈汽化過程1根據(jù)熱力學(xué)理論：只要液體內(nèi)部的溫度等于或高于對應(yīng)壓力下液體的飽和溫度，該處液體就會發(fā)生相變，并可能產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象液體沸騰可以分為兩大類：容積沸騰、表面沸騰容積沸騰（均相沸騰，homogeneousboiling):沸騰直接發(fā)生在液體容積內(nèi)部，且不存在固體加熱壁面表面沸騰（非均相沸騰，heterogeneousboiling):沸騰發(fā)生在與液體接觸的加熱面上表面沸騰（非均相沸騰）分類：大空間沸騰（或大容器沸騰、池沸騰）：熱
2、表面沉浸在具有自由表面的液體中的沸騰有限空間沸騰（或受迫對流沸騰、管內(nèi)沸騰）：23飽和沸騰：液體主體溫度為ts，而壁面溫度tw>ts即：tw>tf＝ts壁面附近有很大的溫度梯度；絕大部分液體的溫度略高于飽和溫度4過冷沸騰：液體主體溫度低于ts，而壁面溫度tw>ts即：tw>ts>tf5一、大空間沸騰換熱（Poolboiling）1、飽和沸騰過程與沸騰曲線Nukiyama(拔三四郎)1934年鎳鉻合金絲熔點：1500K鉑(白金)絲熔點：2045K沸騰溫差：飽和沸騰時△t=tw-ts沸騰曲線：沸騰時熱流通量（熱流密度）q隨沸騰溫差變化的關(guān)系曲線67大容器
3、飽和沸騰的特點：加熱表面上有汽泡生成，隨著汽泡長大和脫離壁面，容器內(nèi)的液體受到劇烈擾動，換熱強度很高。4個階段：飽和沸騰曲線:qw~??t（1）自然對流（2）核態(tài)沸騰A~C（3）過渡沸騰C~D（4）膜態(tài)沸騰D～ABCDE8核態(tài)沸騰9過渡沸騰10膜態(tài)沸騰11沸騰危機:（DNB:departurefromnucleateboiling）偏離核沸騰點，安全警界點127.4.3汽泡動力學(xué)簡介汽化核心：加熱表面上能產(chǎn)生汽泡的地點。（1）氣泡得以存在的力學(xué)條件氣泡受到兩種力作用：表面張力σ、壓強p表面張力σ使氣泡表面積縮小要使氣泡長大，氣泡內(nèi)壓力需克服表面張力對
4、外做功13假設(shè)：氣泡體積膨脹了微元體積dV，相應(yīng)地表面積增加了dA.作功量為：當氣泡處于平衡狀態(tài)時：球形氣泡：14氣泡能夠存在而不消失的條件：如果壓強差作用力大于表面張力，氣泡就能繼續(xù)長大15（2）氣泡被加熱的途徑熱量一方面由壁面與氣泡直接接觸的表面?zhèn)鹘o氣泡；另一方面熱由壁面?zhèn)鹘o液體，再由液體傳到氣泡表面氣泡內(nèi)飽和蒸汽壓力pv相對應(yīng)的飽和溫度為tv；為使氣泡長大，氣泡壁須不斷蒸發(fā)，所以氣泡壁周圍的液體溫度tl大于或至少等于tv（tl≥tv）16氣泡內(nèi)飽和蒸汽壓力pv相對應(yīng)的飽和溫度為tv；為使氣泡長大，氣泡壁須不斷蒸發(fā)，所以氣泡壁周圍的液體溫度tl大
5、于或至少等于tv（tl≥tv）與pl相對應(yīng)的是飽和溫度為ts：tv>tstw>tl>tv>tstl>ts氣泡存在和長大的動力條件是液體的過熱度氣泡膨脹長大，受到的浮升力也增加；當浮升力大于氣泡與壁面的附著力時，氣泡就脫離壁面升入液體，附著力與液體對壁面的濕潤能力有關(guān)。17氣泡難于脫離壁；傳熱量低18（3）氣泡的生長點及最小氣泡半徑氣泡能夠存在不消失并繼續(xù)長大的力學(xué)條件：半徑R越小的氣泡需要較大的壓強差利用克勞修斯-克拉貝龍方程，可得出：19加熱壁面上總是存在各種傷痕、裂縫和加工的痕跡。這些地點中容易殘留氣體，這種殘留氣體就自然成為產(chǎn)生氣泡的核心。所以
6、，增加表面上狹縫、空穴與凹坑成為工程中開發(fā)強化傳熱的基本目標。a)最小的氣泡在壁面上；即：壁面上的凹縫，空隙等是生成氣泡核的最好地點。b)Δt=tw-ts氣泡量增多c)氣泡核增多207-5大容器沸騰傳熱實驗關(guān)聯(lián)式7.5.1.大容器飽和核態(tài)沸騰換熱計算公式（1）米海耶夫公式（適用于水在105～4×106壓力下大容器飽和沸騰）：為過熱度，p為絕對壓力。21（2）羅森諾公式：?l為飽和液體的動力粘度（Pa?s）；r為沸騰液體的汽化潛熱（kJ/kg）；?為液體與飽和蒸氣界面上的表面張力（N/m）；?l、?v分別為飽和液與飽和蒸氣的密度（kg/m3）；cpl為
7、飽和液體的比定壓熱容（J/kg?K）；?t為壁面的過熱度，即沸騰溫差（℃）；s為經(jīng)驗指數(shù)，對水s=1，對其它液體，s=1.7；22Cwl為根據(jù)加熱面與液體種類選取的經(jīng)驗常數(shù)；2333％100％24（3）庫珀（Cooper)公式（適用于制冷劑）：Mr為液體的相對分子質(zhì)量（分子量）pr為對比壓力，即液體壓力與其臨界壓力之比。Rp為表面平均粗糙度，單位為?m。對于一般工業(yè)用材料表面，Rp=0.3~0.4?m。25朱伯（N.Zuber）給出了大空間核態(tài)飽和沸騰臨界熱流密度的計算公式：適用條件：大空間核態(tài)飽和沸騰，加熱表面的特征尺寸遠大于汽泡平均直徑。臨界熱流
8、密度的數(shù)值與壓力密切相關(guān)，在比壓力（液體的壓力與其臨界壓力之比）大約等于0.3處臨界熱流密度具有極大值。7.
