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波纹管冷凝强化传热机制

波纹管冷凝强化传热机制
波纹管构造如图l所示。与直径同样的一般接管相比,其强化传热有两个特点:
①面积增加;
②因为冷凝液膜减薄,使导热系数提升。其中后者起主要的强化传热作用。
波纹管冷凝强化传热机制
因为波纹管波纹表层曲率很小,冷凝液膜受表面张力的影响很大,界面张力在液膜上引起由波峰至波谷的附加压差,液膜流形受界面张力引起的压差和重力的共同作用。为提升冷凝传热强化效果,要求界面张力作用大于重力作用。对于水平放置的波纹管,当界面张力远大于重力时,冷凝液膜流形主要受界面张力控制。这时,波纹上下表层液膜流形类似,液膜均沿波纹表层由波峰流入波谷底端,使波峰区液膜变薄,大大减小了热流通过波峰区表层的热阻,加强了传热。波峰区的冷凝是膜状的,但导热系数却在珠状导热系数范围内。波谷区底端汇集整个波纹表层冷凝液,重力作用远大于界面张力作用,在重力控制下冷凝液沿腋角壁面往下流动,通过波谷底部的热流很小。
在界面张力和重力共同作用下,冷凝液膜流形比较复杂,难以准确判断。一般把液膜流形简化为重力控制与界面张力控制冷凝两类。光管受重力控制,可根据Nusselt理论计算;波纹管界面张力远大于重力,Nusselt理论计算式不再适用。
波纹管冷凝强化传热机制