過(guò)冷沸騰換熱

確定過(guò)冷沸騰起始點(diǎn)的方法有多種。作為近似計(jì)算，可將過(guò)冷沸騰起始點(diǎn)定為單相液體傳熱線ABCD'

與充分發(fā)展過(guò)冷沸騰曲線C"D'EF的交點(diǎn)D'。隨著熱流密度的增加，壁溫將沿著單相液體傳熱線ABCD‘變化。在D‘點(diǎn)發(fā)生汽泡后，由于換熱系數(shù)增大，壁溫稍有下降，由D'了點(diǎn)降到D點(diǎn)。此后隨著熱流密度增加，壁溫將沿DEF線變化。

較精確的確定過(guò)冷沸騰起始點(diǎn)的計(jì)算式為弗羅斯特計(jì)算式：

在單相液體傳熱區(qū)，工質(zhì)的過(guò)冷度和質(zhì)量流速對(duì)傳熱工況影響顯著，在部分過(guò)冷沸騰傳熱區(qū)，此二參數(shù)對(duì)傳熱工況也有較大影響，但在充分發(fā)展過(guò)冷沸騰傳熱區(qū)，此二參數(shù)對(duì)傳熱的影響很小，因而有時(shí)適用于大容器的傳熱計(jì)算式也可用于計(jì)算強(qiáng)制流動(dòng)的充分發(fā)展過(guò)冷沸騰區(qū)的傳熱。

液體流入蒸發(fā)管時(shí)，最先進(jìn)入的傳熱區(qū)域?yàn)閱蜗嘁后w傳熱區(qū)域。

右圖是在一均勻受熱管的開始段中的壁面溫度和工質(zhì)溫度的分布曲線。在此圖中，A區(qū)即為單相液體的對(duì)流傳熱區(qū)域。

單相液體強(qiáng)制對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算方法，可用下式計(jì)算：

式中：

右圖所示實(shí)線為進(jìn)口過(guò)冷度及質(zhì)量流速一定時(shí)，離進(jìn)口Z處的管壁溫度隨熱流密度增加而增大的曲線。

此曲線可分為三段：?jiǎn)蜗嘁后w區(qū)段AB，部分過(guò)冷沸騰區(qū)段BCDE和充分發(fā)展過(guò)冷沸騰區(qū)段EF。在過(guò)冷流動(dòng)沸騰區(qū)域中，在開始段，壁上發(fā)生汽泡的點(diǎn)數(shù)不多，熱量是依靠單相液體強(qiáng)制對(duì)流傳熱和過(guò)冷沸騰傳熱方式進(jìn)行傳遞的，因而稱為部分過(guò)冷沸騰區(qū)。

在部分過(guò)冷沸騰區(qū)中，工質(zhì)的過(guò)冷度和質(zhì)量流速對(duì)傳熱有影響，亦即對(duì)反映壁溫和熱流密度的關(guān)系曲線有影響，因?yàn)榇藭r(shí)一部分熱量的傳遞是靠單相液體強(qiáng)制對(duì)流傳熱進(jìn)行的。隨著熱流密度增大，整個(gè)壁面將全部或近乎全部為汽泡所菠蓋，過(guò)冷沸騰得到充分發(fā)展，傳熱主要靠過(guò)冷沸騰進(jìn)行，這一區(qū)域稱為充分發(fā)展過(guò)冷沸騰區(qū)。

在此區(qū)中，工質(zhì)的過(guò)冷度和質(zhì)量流速對(duì)傳熱近乎無(wú)影響，因?yàn)榇藭r(shí)主要依靠過(guò)冷沸騰傳熱，單相液體強(qiáng)制對(duì)流傳熱的影響已不再存在。

在部分過(guò)冷沸騰傳熱區(qū)域，單相液體對(duì)流傳熱過(guò)程和汽化過(guò)程同時(shí)發(fā)生。對(duì)于這種傳熱工況，羅西納建議應(yīng)用先按單相液體對(duì)流傳熱和過(guò)冷沸騰傳熱二部分分別計(jì)算熱流密度而后進(jìn)行疊加的方法進(jìn)行計(jì)算。以數(shù)學(xué)式表示為：

式中：

輻射換熱是各種工業(yè)爐、鍋爐等高溫?zé)崃υO(shè)備中重要的換熱方式。常見的問(wèn)題有兩類：固體表面間的輻射換熱，取決于輻射角系數(shù)F和黑度ε值；固體表面間夾有氣體的輻射換熱，除F和ε值外，還與氣體夾層厚度及其黑度有關(guān)。

污水換熱是指通過(guò)科學(xué)、合理的換熱技術(shù)與手段將污水中的熱能進(jìn)行有效地提取與利用，從而達(dá)到節(jié)約能源，減少環(huán)境污染的目的。

形成對(duì)流的原因有兩種：流體各部分因溫度引起的密度差所形成的運(yùn)動(dòng)稱為自然對(duì)流；由風(fēng)機(jī)、泵等所驅(qū)動(dòng)的流體運(yùn)動(dòng)稱為受迫對(duì)流。相應(yīng)的換熱過(guò)程分別稱為自然對(duì)流換熱和受迫對(duì)流換熱。