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電加熱管的飽和流動沸騰理論

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四、飽和流動沸騰

液相全部達到飽和平衡溫度時的傳熱屬于飽和流動沸騰,此時的傳熱方式仍是以氣泡為主的沸騰方式進行。飽和流動沸騰狀態過程中的研究就是研究液相向氣相最終轉換的過程,也就是我們本時過程,也就是我們本時俗稱的“水從開到燒干”的過程,這是一個很重要的過程,所以我們單獨對此進行討論。

我們知道,液體處于飽和狀態時,其受熱界面肯定是被氣泡所包圍,也就是專業所述沸騰邊界為氣泡所充滿,傳熱完全是由于氣泡運動所引起的質量交換和擾動對流所造成終此時的單相液對流已非常微小,除去介質流動的微弱影響外,基本上接近容積沸騰,在流型上,隨著沸騰的發展,氣泡集合成氣囊式的彈性體,形成彈形流及塞狀流,如果介質參數越高,這種不連續所占的受熱面比例越小,很快就會轉為環狀流;在環狀流的初期,液環中仍存在氣泡,氣泡芯部中仍存在液滴,因此可以認為在環狀流出現以前的區域仍屬未完全沸騰區(專業語術為沸騰區)。

環狀流出現以后,隨著介質液相的繼續蒸發,液膜逐漸變薄,由于液膜的導熱能力遠大于液相導熱,所以液膜溫度逐漸減低,以致達不到起泡條件,氣泡不再產生,傳熱完全靠液膜導熱和表面蒸發來維持。此時液膜的導熱能力由于膜層厚變很小,并不比這之前的氣泡沸騰傳熱能力差,這種傳熱情況稱之為強制對流蒸發(注意:它與強制流動沸騰之定義有完全不同之概念),其英文全稱為:Convective evaporations)。

 

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