第六章凝结与沸腾换热
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沸腾换热计算式沸腾换热计算式(1)大容器饱和核态沸腾前面的分析表明,影响核态沸腾的因素主要是壁面过热度和汽化核心数,而汽化核心数又受到墨面材料及其表面状况、压力和物性的影响。
由于因素比较复杂,如墨面的表面状况受表面污染、氧化等影响而有不同,文献中提出的计算式分歧较大。
在此仅介绍两种类型的计算式:一种是针对某一种液体的;另一种是广泛适用于各种液体的。
当然,针对性强的计算式精确度往往较高。
对于水,米海耶夫推荐的在105~4×106Pa压力下大容器饱和沸腾的计算式为(3-4)按q=h△t的关系,上式也可转换成(3-5)以上两式中h:沸腾换热表面传热系数,W/(m2·K)p:沸腾绝对压力,Pa;△t:壁面过热度,℃;q:热流密度,W/m2。
基于核态沸腾换热主要是气泡高度扰动的强制对流换热的设想,推荐以下使用性光的实验关联式:(3-6)式中c pl:饱和液体的比定压热容,J/(kg·K);C wl:取决于加热表面-液体组合情况的经验常数;r:汽化潜热,J/kg;g:重力加速度,m/s2;Pr l:饱和液体的普朗数,Pr l=c plμl/k l;μl:饱和液体的动力粘度,kg/(m·s);ρl、ρv:饱和液体和饱和蒸汽的密度,kg/m3;γ:液体-蒸汽截面的表面张力,N/m;s:经验指数,对于水s=1,对于其他液体s=。
由实验确定的C wl值见表3-1。
表面-液体组合情况C wl水-铜烧焦的铜抛光的铜水-黄铜水-铂水-不锈钢磨光并抛光的不锈钢化学腐蚀的不锈钢机械抛光的不锈钢苯-铬乙醇-铬表3-1 各种表面-液体组合情况的C wl值图3-5 铂丝加热水的沸腾换热实验数据的整理水在不同压力下沸腾的实验数据与式(3-6)的比较见图3-5。
式(3-6)还可以改写成为以下便于计算的形式:(3-7)这里要着重指出两点:1)式(3-6)实际上也是形如Nu=f(Re,Pr)或St=f(Re,Pr)的主则式。
沸腾换热计算式沸腾换热计算式(1)大容器饱和核态沸腾前面的分析表明,影响核态沸腾的因素主要是壁面过热度和汽化核心数,而汽化核心数又受到墨面材料及其表面状况、压力和物性的影响。
由于因素比较复杂,如墨面的表面状况受表面污染、氧化等影响而有不同,文献中提出的计算式分歧较大。
在此仅介绍两种类型的计算式:一种是针对某一种液体的;另一种是广泛适用于各种液体的。
当然,针对性强的计算式精确度往往较高。
对于水,米海耶夫推荐的在105~4×106Pa压力下大容器饱和沸腾的计算式为(3-4)按q=h△t的关系,上式也可转换成(3-5)以上两式中 h:沸腾换热表面传热系数,W/(m2·K)p:沸腾绝对压力,Pa;△t:壁面过热度,℃;q:热流密度,W/m2。
基于核态沸腾换热主要是气泡高度扰动的强制对流换热的设想,推荐以下使用性光的实验关联式:(3-6)式中 c pl:饱和液体的比定压热容,J/(kg·K);C wl:取决于加热表面-液体组合情况的经验常数;r:汽化潜热,J/kg;g:重力加速度,m/s2;Pr l:饱和液体的普朗数,Pr l=c plμl/k l;μl:饱和液体的动力粘度,kg/(m·s);ρl、ρv:饱和液体和饱和蒸汽的密度,kg/m3;γ:液体-蒸汽截面的表面张力,N/m;s:经验指数,对于水s=1,对于其他液体s=1.7。
由实验确定的C wl值见表3-1。
表3-1 各种表面-液体组合情况的C wl值图3-5 铂丝加热水的沸腾换热实验数据的整理水在不同压力下沸腾的实验数据与式(3-6)的比较见图3-5。
式(3-6)还可以改写成为以下便于计算的形式:(3-7)这里要着重指出两点:1)式(3-6)实际上也是形如Nu=f(Re,Pr)或St=f(Re,Pr)的主则式。
其中:是以单位面积上的蒸汽质量流速q/r为特征速度的Re数;为特征长度,它正比于旗袍脱离加热面时的直径。
沸腾换热计算式沸腾换热计算式(1) 大容器饱和核态沸腾前面的分析表明,影响核态沸腾的因素主要是壁面过热度和汽化核心数,而汽化核心又受到墨面材料及其表面状况、压力和物性的影响。
由于因素比较复杂,如墨面的表面状况受表面污染、氧化等影响而有不同,文献中提岀的计算式分歧较大。
在此仅介绍两种类型的计算式:一种是针对某一种液体的;另一种是广泛适用于各种液体的。
当然,针对性强的计算式精确度往往较高。
对于水,米海耶夫推荐的在105〜4X 10 6Pa压力下大容器饱和沸腾的计算式为Cj = (JJ224 *5!°^ 疋巧按q=h At的关系,上式也可转换成h二G严旷小(3-5)C2二(L5W5 W\/伽"・V • K)以上两式中h:沸腾换热表面传热系数,W/(m2・K)p:沸腾绝对压力,Pa;△ t:壁面过热度,C;q:热流密度,W/m2基于核态沸腾换热主要是气泡高度扰动的强制对流换热的设想验关联式式中C pi:饱和液体的比定压热容,J/(kg • K);C wl:取决于加热表面-液体组合情况的经验常数,推荐以下使用性光的实(3-4)r:汽化潜热,J/kg;g:重力加速度,m/s 2;Pr i:饱和液体的普朗数,Pr i=C pi卩i/k i饱和液体的动力粘度,kg/(m • s);P i、p v:饱和液体和饱和蒸汽的密度,kg/mY :液体-蒸汽截面的表面张力,N/m;s:经验指数,对于水s=1,对于其他液体s=表面-液体组合情况Gvi水-铜烧焦的铜抛光的铜水-黄铜水-铂水-不锈钢磨光并抛光的不锈钢化学腐蚀的不锈钢机械抛光的不锈钢苯-铬乙醇-铬由实验确定的C wi值见表3-1表3-1各种表面-液体组合情况的C wi值0 . S 04图3-5铂丝加热水的沸腾换热实验数据的整理水在不同压力下沸腾的实验数据与式(3-6)的比较见图3-5式(3-6)还可以改写成为以下便于计算的形式2)由于沸腾换热的复杂性,目前在各类对流换热的准则式中以沸腾换热准回式与实验数据的偏差程度最大。
润滑油在制冷系统中分别对制冷剂凝结换热和沸腾换热及流动性能的影响1、润滑油在制冷系统中的作用是:1 使制冷压缩机互相摩擦的表面完全被油膜隔开,以降低摩擦表面的磨损、摩擦阻力及摩擦热,提高压缩机的机械效率,使其零件耐用可靠。
2 带走摩擦热量,使摩擦零件的温度保持在允许范围内。
3 润滑油充满在密封机构的间隙中,避免制冷剂泄露,提高压缩机的输气系数。
4 不断的冲洗金属表面,带走磨屑,保持零件表面光洁度,减轻磨损,提高压缩机的稳定性。
2、润滑油对制冷剂沸腾换热的影响(以含油制冷剂 R290为例)润滑油可以看成是一种高沸点组分,加入到制冷剂中后,混合物的沸点将升高。
通过文献资料获得R290-Suniso3GS ,油混合物置于相同的蒸发温度下,在三组不同含油浓度下(0.43﹪、3.24﹪、5.28﹪),在水平微肋管内流动沸腾换热的实验结果。
并将相同蒸发温度下,不同含油率下的平均沸腾换热系数进行了比较,以此来说明润滑油的加入对平均沸腾换热系数的影响。
如图:从这些图中我们可以总结出以下的规律:(1) 随质量流率的增加,沸腾平均换热系数增加。
例如在含油浓度为 0.43﹪,蒸发温度-5℃,质量流率约为80 kg /m·s2时,沸腾平均换热系数2300 wk/m2·k,而质量流率为 197 kg /m·s2时,沸腾平均换热系数约 3500 wk/m2·k。
(2) 不同含油浓度下,沸腾平均换热系数随着含油率的增加而降低。
沸腾温度为-5℃时,R290 含油混合物质量流率为 80 kg /m·s2,含油率为 0.43﹪时沸腾平均换热系数约为 2200 wk/m2·k,而含油率为 5.28﹪时,沸腾平均换热系数约为 1550 wk/m2·k。
含油率为 5.28﹪时不同质量流率下的沸腾平均换热系数约比 0.43﹪时降低 15﹪-30﹪。
(3) 同一含油率下,平均换热系数随质量流率的增加而增加。
沸腾换热计算式沸腾换热计算式(1)大容器饱和核态沸腾前面的分析表明,影响核态沸腾的因素主要是壁面过热度和汽化核心数,而汽化核心数又受到墨面材料及其表面状况、压力和物性的影响。
由于因素比较复杂,如墨面的表面状况受表面污染、氧化等影响而有不同,文献中提出的计算式分歧较大。
在此仅介绍两种类型的计算式:一种是针对某一种液体的;另一种是广泛适用于各种液体的。
当然,针对性强的计算式精确度往往较高。
对于水,米海耶夫推荐的在105~4×106Pa压力下大容器饱和沸腾的计算式为(3-4)按q=h△t的关系,上式也可转换成(3-5)以上两式中 h:沸腾换热表面传热系数,W/(m2·K)p:沸腾绝对压力,Pa;△t:壁面过热度,℃;q:热流密度,W/m2。
基于核态沸腾换热主要是气泡高度扰动的强制对流换热的设想,推荐以下使用性光的实验关联式:(3-6)式中 c pl:饱和液体的比定压热容,J/(kg·K);C wl:取决于加热表面-液体组合情况的经验常数;r:汽化潜热,J/kg;g:重力加速度,m/s2;Pr l:饱和液体的普朗数,Pr l=c plμl/k l;μl:饱和液体的动力粘度,kg/(m·s);ρl、ρv:饱和液体和饱和蒸汽的密度,kg/m3;γ:液体-蒸汽截面的表面张力,N/m;s:经验指数,对于水s=1,对于其他液体s=1.7。
由实验确定的C wl值见表3-1。
表面-液体组合情况C wl水-铜烧焦的铜0.0068抛光的铜0.0130水-黄铜0.0060水-铂0.0130水-不锈钢磨光并抛光的不锈0.0060钢化学腐蚀的不锈钢0.0130机械抛光的不锈钢0.0130苯-铬0.101乙醇-铬0.0027表3-1 各种表面-液体组合情况的C wl值图3-5 铂丝加热水的沸腾换热实验数据的整理水在不同压力下沸腾的实验数据与式(3-6)的比较见图3-5。
式(3-6)还可以改写成为以下便于计算的形式:(3-7)这里要着重指出两点:1)式(3-6)实际上也是形如Nu=f(Re,Pr)或St=f(Re,Pr)的主则式。