简述沸腾传热有什么基本原则和技术

简述沸腾传热有什么基本原则和技术

沸腾传热 boiling heat transfer 热量从壁面传给液体，使液体沸腾汽化的对流传热过程。化工生产中常用的蒸发器、再沸器和蒸气锅炉，都是通过沸腾传热来产生蒸气的。
　　沸腾传热与汽泡的产生和脱离密切相关。汽泡形成的条件是:①液体必须过热;②要有汽化核心。这些条件是由汽泡与周围液体的力平衡和热平衡所决定的。根据表面张力，可算出汽泡内的蒸气压力pv为：
　　式中pe为周围液体的压力,忽略液柱静压时,即为饱和蒸气压ps；σ为汽液界面张力；R为汽泡半径。由于pv>ps，汽泡内蒸气的饱和温度Tv必然大于与ps对应的饱和温度Ts。汽泡周围的液体若要汽化进入汽泡，则它的温度Te必须大于或至少等于汽泡内蒸气的饱和温度，即Te≥Tv。从上式可知，当R=0时，pv将趋于无限大。因此在一个绝对光滑的平面上是不可能产生汽泡的，必须有汽化核心。加热表面上的划痕或空穴中含有的气体或蒸气，都可作为汽化核心。紧贴这些核心的液体汽化后，形成汽泡并逐渐长大，然后脱离表面，接着又有新的汽泡形成。在汽泡形成与脱离表面时造成液体对壁面的强烈冲击和扰动，所以对同一种液体来说，沸腾传热的传热分系数要比无相变时大得多。常压下水沸腾时的传热分系数一般为1700～51000W/(m2·K)。
　　影响沸腾传热过程的因素很多，包括液体和蒸气的性质、加热面的表面物理性质和粗糙程度，尤其重要的是液体对表面的润湿性以及操作压力和温度差。在泡核沸腾范围内，温度差越大，传热分系数也越大。加热壁面粗糙和能被液体润湿时，也能使传热分系数增大。据此，将细小金属颗粒沉积于金属板或管上，制成金属多孔表面，可使沸腾传热分系数提高十几倍至几十倍。
　　孔表面的制造方法主要可分为两类: 多孔覆盖表面和开孔多孔表面。多孔覆盖表面即在换热表面上加一层多孔覆盖物, 作为覆盖层的材料可以是铜、铝、不锈钢和其它合金, 制造方法大致有烧结金属粉末法、火焰喷涂法、电镀法、覆盖金属丝网法等; 开孔多孔表面即在换热表面上加工出所需的内凹穴, 加工方法大致有机械加工法、电化学腐蚀法、激光加工法等各种方法加工出来的多孔表面形式不同, 强化传热性能不同, 且各有优劣。

是膜态沸腾吧 film boiling 又可称球腾蒸发.在外部加热的主管中,水在泵的压力下自下往上流动时,先因强制对流而受热,与管壁接触的水在某一高度形成一些汽泡而局部沸腾,汽泡的进一步聚结会扩展成连续的蒸汽流,形成膜态沸腾.该现象可在普通锅炉的蒸发管、核电厂蒸汽发生器传热管、反应堆堆芯冷却剂通道中见到.当管壁壁面和流体之间生成蒸汽膜时,蒸汽膜的绝缘性使热量交换变得很差,以致壁面会达到很高的温度,而有烧毁的危险.