理论教育 流动沸腾的传热特性与流体属性相关的影响

流动沸腾的传热特性与流体属性相关的影响

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:流动沸腾的传热模式与质量流速、流体性质、系统几何特性、热流密度及其分布特性等因素有关。图3-5流动沸腾的传热分区图3-6示出了流速对热流密度与壁面过热度关系的影响。主流液体温度继续上升直到达到饱和温度Tsat,这样传热区域进入饱和沸腾区域。该条件导致壁面上偏离核态沸腾的发生,类似于池沸腾中的临界热流密度条件。可以看到热流密度越高,则沸腾起始点和临界热流密度发生的干度也就相应越低。

流动沸腾的传热特性与流体属性相关的影响

核态沸腾在低干度条件下存在。如果热流密度很高,在加热表面上将形成汽毯。可能为CHF(q″cr)设置两个限值。在发生CHF的较低主流温度下,主流还处于过冷状态下,热流密度必须足够高,使壁面温度达到饱和温度。因此:

轴向均匀热流密度下有

式中 L——管长。

因此从上两式中消掉Tb,得到

(www.daowen.com)

在较高位置的末端,q″cr必须足够高,使热平衡干度xe=1.0,因此:

从式(3-71)和式(3-72)中可以清楚地看到,在均匀加热圆管中入口温度(或热平衡干度)越高,q″cr值越低。总的来讲,临界热流密度可表达为

CHF与入口过冷和热流密度分布的依赖关系可以用与发生CHF点(即L长度位置)当地干度的关系来替代:

需要指出的是,汽毯主要受当地蒸发速率的影响,因此加热长度对DNB的影响很小。然而,对于干涸型的CHF,水动力学效应对液膜行为的影响很显著。与DNB型CHF不同,干涸受总输入热量的影响比当地热流密度的影响更大。

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