管內傳熱

管內傳熱

管內沸騰是強制對流與沸騰2種現象同時發生的換熱過程,也是其與大容器沸騰的根本區別,因此又稱為對流沸騰。強制對流換熱的放熱係數主要取決於流速,並且是通過流體物性參數的變化顯示出來,而沸騰換熱的換熱強度取決於熱負荷(或稱熱流密度)。

管內沸騰換熱的工況區間

當未飽和水在均勻受熱的垂直管中向上流動直到形成過熱蒸汽時,如果熱負荷不太高,則流動工況、換熱方式、管壁溫度及流體溫度的變化示意圖如圖1所示。其中,當工質在管內作對流沸騰時,沸騰換熱的狀況與汽水混合物的流型有很大關係,按換熱規律可以分為以下幾個區間。

圖1 圖1

區間A為單相液體強制對流換熱區。此區段液體溫度尚未達到飽和溫度,管壁溫度稍高於水的飽和溫度,但低於產生汽泡所必須的過熱度。

區間B為表面沸騰(也稱過冷沸騰)區。此區段位於泡狀流動的初期,管壁溫度已具有形成汽化核心的過熱度,內壁面上開始產生汽泡,但由於主流的平均溫度仍低於飽和溫度,存在過冷度,因此形成的汽泡或者脫離壁面進入中心水流後即被冷凝而消失,或者仍然附著在壁面上。此時管子截面上的熱力學含汽率x

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