霧狀流之熱傳分析與實驗

Abstract

本文首先從理論上分析霧狀流（Dispersed Flow）在均勻加熱圓管內乾化區（Post-D ryout） 之熱傳問題，模式中包括的熱傳機構（Heat Transfer Mechanisms）有：管 壁與蒸氣間的對流熱傳量，管壁與水滴間的輻射熱傳量，水滴與蒸氣間的對流熱傳量 。在考慮熱不平衡（Thermal Nonequilibrium）的情況下，利用現有的熱傳經驗式來 解一度空間的守恆方程式，並建立電腦程式，用來預估壁溫、蒸氣過熱量、管壁過熱 量、水滴和蒸汽速度、水滴大小的變化、乾度、熱傳係數、熱傳機構量等做一分析與 探討。 然後設立實驗系統，建立蒸汽─水滴霧狀流之實驗數據，並與理論預測的壁溫做一比 較。 實驗的工作介質為水與蒸汽，範圍：熱通量（0-5.4w/cm2）水蒸汽流量（12-30kg/hr ），進口乾度（0.58-0.9），管徑（12.7mm），壁溫（110-515℃）。 結果顯示出預測的壁溫值與Bennett et al.，Era et al.，Janssen et al 。等人， 在高壓情況下的實驗數據比較，結果甚為吻合，並與SAHA，ROHSENOW，GROENEVELD等 人的模式比較趨勢上相近，最後預測的壁溫值與自己設立的實驗系統所量取的低壓， 低質量速座的數據比較，亦極為合理，因此所預測的壁溫值可提供一個合理的依據， 對於蒸發產生器（Steam Generator ）和核反應器的安全設計上，將是十分有價值的 。