竖直管内纯蒸汽凝结换热液膜分布及换热特性.pdf

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1、第42卷第1期华北电力大学学报Vo1．42．No．12015年1月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJan．，2015doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2015．01．14竖直管内纯蒸汽凝结换热液膜分布及换热特性李慧君，王佩(华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003)摘要：管内蒸汽凝结换热过程中，凝结形成的液膜是影响换热效果的主要因素。针对竖直圆管内的蒸汽凝结，基于边界层理论，考虑蒸汽流动引起的剪切力，建立了液膜的物理及数学模型。对于竖直管内纯蒸汽凝结换热液膜分布规律及换热特性

2、进行了研究。通过给定初始条件进行了计算，结果表明，液膜沿管壁向下流动过程中其厚度逐渐增加，换热性能逐渐降低。同时分析了入口蒸汽流量、入口蒸汽温度、管壁温度及管径等主要参数对换热性能的影响，且计算结果与实验相符，并优于Nusseh模型。为强化凝结换热过程的研究提供了理论基础。关键词：纯蒸汽；凝结；液膜厚度；换热特性中图分类号：TK124文献标识码：A文章编号：1007—2691(2015)01—0080—05DistributionofLiquidFilmandHeatTransferCharacteristicsf0rPureSteamCondensationina

3、VerticalTubeLIHuijun，WANGPei(SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineeringNoahChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Inthecondensationheattransferprocessofsteaminatube，theliquidfilmformedbythecondensationisthemajorfactoraffectingtheeffectofheattransfer，SOaphysicalandma

4、thematicalmodelofliquidfilmfortheconden-sationofsteaminaverticaltubeonthebasisofboundarylayertheoryconsideringtheshearstresswhichiscausedbysteamflowisestablished．Andthedistributionofliquidfilmandtheheattransferperformanceforpuresteamcondensa—tioninaverticaltubeareinvestigated．Withthegi

5、veninitialconditions，theresultsofthecalculationindicatethatthethicknessoftheliquidfilmgraduallyincreasesandtheheattransferperformancegraduallyreduceswhentheliquidfilmflowsdownalongthewall；meanwhiletheeffectsofinletsteamflowrate，inletsteamtemperature，tubewalltempera—tureandtubediametero

6、ntheliquidfilmformationandtheheattransferperformanceareanalyzed，whichprovidesatheoreticalbasisontheresearchofcondensationheattransferenhancementprocess．AndthecalculationresultsareconsistentwiththeexperimentaldataandarebetterthanthoseofNusseltmode1．Keywords：puresteam；condensation；liquid

7、filmthickness；heattransfer中。该凝结换热现象中的凝结方式主要是膜状0引言凝结，在竖直管内形成紧靠内壁的环状液膜，蒸汽在环状液膜的中心流动，膜状凝结过程中的主要竖直管内蒸汽的凝结换热现象存在于核电站热阻为液膜形成的热阻。的非能动安全壳冷却系统及其他化工生产系统自1916年Nusseh模型提出后，各国学者采用了理论分析、实验研究和数值模拟等多种方法收稿日期：20144)94)9．对其进行了深入的研究，并在其基础上进行了修基金项目：河北省自然科学基金资助项目(B2014502056)正。文献[3]考虑了液膜过冷度和对流的影响，对第1期李慧君，