6.4传热 (课件)《化工原理第四版》同步教学（化学工业出版社）

6.4 传热 6.4.1 沸腾给热 1. 大容积饱和沸腾 过程特点：汽液两相共存 有利：气泡搅动液体，液体冲刷表面 不利：有可能气泡连成气膜,将液体与加热面隔开 2.沸腾条件 ①过热度(t-tS) —气泡存在之必须 表面能 作力平衡分析 σ2πr=(pV-pl)πr2 pV与pl的大小关系与界面曲率有关 pV>pl pV=pl pV<pl 因pl=f(ts), pV=f(t)单调上升,气泡存在pV>pl, t>ts 液体温度要大于液体压强下的饱和温度 Δp引起多少Δt，克莱普龙方程可算 ②汽化核心—气泡生成之必须 同一粗糙表面,过热度越大,汽化核心数越多 沸石作用：提供汽化核心，防止暴沸 2．沸腾曲线 工业操作须核状沸腾：给热系数大，壁温低 3．安全问题 恒q设备，qcr特别重要 如电加热炉，喷油量一定的锅炉 4．沸腾过程的强化 表面粗糙化，加入添加剂 4.2 冷凝给热 1.膜状冷凝与滴状冷凝 α滴状约为α膜状的10倍 工业上滴状不能持久，安全起见，按α膜状计 2.垂直壁液膜层流的平均α冷凝 WM:单位宽度冷凝量 热衡算 Q=WMBr=αLB(tS-tW) 力平衡 取 , 即 实验测定：C’ , 3.水平圆管外液膜层流的α冷凝： 影响因素分析： ①物性是蒸汽的还是凝液的 ②Δt对α有什么影响？r, μ, L的影响？ 应用注意： ①Re<2000, Re的确定 , , 垂直平壁 Π=B, 垂直圆管外Π=πd0 水平圆管外Π=管长L ②L指从0开始的高度 α1, α可以套用公式计算 而α2不能直接套用 由衡算αAΔt=α1A1Δt+α2A2Δt 得 ③定性温度： ④特性尺寸： 垂直管外L 水平管外d0 水平管束外为nd0 讨论： ①为什么蒸汽流速不计 Q=qm1r=qm2Cp2(t2-t1) 通常r>>CpΔt, qm1<<qm2 蒸汽入口安排在上部,是有利的 ②为什么不凝性气体要排除 膜附近pV降低, 有惰性气体层, 蒸汽扩散通过, 热阻变大 ③过热蒸汽怎么计算 如pV=101.3kPa, TV=120℃(TS=100 ℃) 当TW>TS无相变对流 当TW<TS冷凝, 如TW=90℃,膜温差仍为Δt=TS-TW r用r+Cp汽(TV-TS)代 ④管外冷凝,管子水平放还是垂直放好： 当L/d>5.9时, α水平>α垂直 管排斜放更好 避免 通常α的大小顺序： W/m2℃ α气,自然对流 5~10 α气,强制对流 10~100 α液,自然对流 50~1000 α液,强制对流 500~104 α蒸汽冷凝 103~3×104 α液体沸腾 103~6×104 例1 若传热温差推动力增加一倍，试求下列条件下传热速率是原来的多少倍？ ①圆管内强制湍流； ②大容积自然对流； ③大容积饱和核状沸腾； ④蒸汽膜状冷凝(层流) 解：① α与Δt无关， ② α∝ ， ③ α∝Δt2.5， ④α∝ ， 本次讲课习题： 第六章 7, 8, 9, 10, 11 Thanks. 20 $$