任務二 對流傳熱系數的測定
【任務導入】
通過普通套管換熱器完成冷水與熱水之間的換熱，掌握對流傳熱系數的測定方法，加深對其概念和影響因素的理解。
【任務實施】
一、工藝流程
本套工藝的主體是套管換熱器，內管為紫銅材質，外管為不銹鋼管，兩端用不銹鋼法蘭固定。熱流體在電加熱釜內加熱，其內有2根2.5kW螺旋形電加熱器，用220V電壓加熱，經熱流體循環泵進入換熱器的殼程；冷流體由離心泵抽出，由流量調節閥調節，經轉子流量計進入換熱器的管程，達到逆流換熱的效果。具體的流程圖見圖2-9。
圖2-9 液液傳熱仿真流程圖
二、操作規程
①設置套管長度、套管外徑、套管內徑，設置冷水進口溫度。點“實驗數據設置”記錄到實驗報表中。
②檢查電加熱釜液位計，若發現水量較少，打開注水閥VA103，補充水量至2/3處。
③電加熱釜液位建立起來后，關閉注水閥VA103。
④打開電源總開關，啟動冷水離心泵電源開關。
⑤打開冷水給水閥VA101至最大，等待高位槽有溢流后，再打開流量調節閥VA102。
⑥啟動電加熱釜開關，加熱電加熱釜中的水，啟動熱水循環泵電源開關。
⑦打開熱水給水閥VA104，設定閥門開度為50%，保持熱水的流量固定不變。
⑧通過調節流量調節閥VA102的開度，調節流量所需值，在“儀表面板一”界面查看流量，待數值穩定后，到“實驗數據一”面板點擊“實驗數據記錄一”，到“實驗數據二”面板點擊“實驗數據記錄二”按鈕，記錄實驗數據至“實驗報表”。
⑨調節閥門VA102開度由小到大或由大到小，重復步驟⑧，記錄6組實驗數據。
⑩在“實驗報表”中，查看實驗報告中的數據和圖像。
【任務評價】
①能獨立完成液液傳熱操作，熟悉傳熱工藝所需設備、儀表和管路；
②要能正確地登錄傳熱仿真界面并熟悉各模塊的使用；
③要能掌握間壁式換熱器的結構、換熱方式和原理；
④嚴格按照操作規程進行傳熱操作，掌握傳熱系數的測量方法；
⑤要能根據操作實際情況來調控工藝指標。
【知識鏈接】
知識點一 傳熱推動力
一、間壁式換熱器的傳熱過程
1.傳熱過程
熱冷流體在間壁式換熱器內被固體壁面隔開，它們分別在壁面的兩側流動。熱量由熱流體通過壁面傳遞到冷流體的過程為：熱流體以對流傳熱（給熱）方式將熱量傳給壁面一側，壁面以導熱方式將熱量傳到壁面的另一側，再以對流傳熱（給熱）方式傳給冷流體。傳熱方向垂直于流體流動的方向。
當流體沿壁面做湍流流動時，在靠近壁面處總有一層流內層（滯流內層）存在，在層流內層和湍流主體之間有一過渡層（如圖2-10所示）。在湍流主體內，由于流體質點湍動劇烈，所以在傳熱方向上流體的溫度差極小，各處的溫度基本相同，熱量傳遞主要依靠對流進行，傳導所起作用很小。在過渡層內，流體的溫度發生緩慢變化，傳導和對流同時起作用。在層流內層中，流體僅沿壁面平行流動，在傳熱方向上沒有質點位移，所以熱量傳遞主要依靠傳導進行，由于流體的熱導率很小，使層流內層的導熱熱阻很大，因此在該層內流體的溫度差較大。
圖2-10 對流傳熱過程分析
2.傳熱面積
由于兩流體的傳熱是通過管壁進行的，故列管式換熱器的傳熱面積是所有管束壁面的面積，即
A=nπdL （2-1）
式中 A——傳熱面積，m2；
n——管數；
d——管徑（內徑或外徑），m；
L——管長，m。
二、換熱器內兩流體的流動形式
套管換熱器的每一段套管稱為一程，程數可根據所需傳熱面積的多少而增減。在內管里流動的流體每經過一次管束稱為一個管程，在內管管外流動的流體每經過一次管束稱為一個殼程。
換熱器內管程流體和殼程流體有不同的流動形式：
（1）并流 兩種流體的流動方向相同，如圖2-11（a）所示。
（2）逆流 兩種流體的流動方向相反，如圖2-11（b）所示。
（3）折流 兩種流體其中一邊的流體只沿一個方向流動，而另一邊的流體則先沿一個方向流動，然后折回向相反方向流動，如此反復地流動，使兩邊流體間有并流與逆流的交替存在，此種情況稱為簡單折流，如圖2-11（c）所示。若兩流體均作折流，則稱為復雜折流。
（4）錯流 兩流體的流動方向互為垂直交叉，如圖2-11（d）所示。
圖2-11 間壁式換熱器內兩流體的流向
三、傳熱推動力
換熱器的傳熱推動力是傳熱溫度差。大多數情況下，換熱器在傳熱過程中各傳熱截面的傳熱溫度差是不相同的，各截面溫差的平均值就是整個換熱器的傳熱推動力，此平均值稱為傳熱平均溫度差或稱傳熱平均推動力Δtm。
1.恒溫傳熱時的傳熱平均溫度差
當兩流體在換熱過程中均只發生相變時，熱流體溫度T和冷流體溫度t都始終保持不變，稱為恒溫傳熱。此時，各傳熱截面的傳熱溫度差完全相同，并且流體的流動方向對傳熱溫度差也沒有影響。換熱器的傳熱推動力可取任一傳熱截面上的溫度差，即
Δtm=T-t （2-2）
2.變溫傳熱時的傳熱平均溫度差
大多數情況下，間壁一側或兩側的流體溫度沿換熱管長而變化，如圖2-12、圖2-13所示。熱流體從T1被冷卻到T2，而冷流體則從t1被加熱到t2，此類傳熱被稱為變溫傳熱。變溫傳熱時，各傳熱截面的傳熱溫度差各不相同，但一般均以換熱器兩端溫度差Δt1和Δt2為極值。由于兩流體的流向不同，對平均溫度差的影響也不相同。
圖2-12 并流溫度變化圖
圖2-13 逆流溫度變化圖
（1）并、逆流時的傳熱平均溫度差 通過上述分析可知，平均溫度差在Δt1和Δt2間，采用對數平均值的方法進行計算，即
（2-3）
式中 Δtm——換熱器中熱、冷流體的平均溫度差，K；
Δt1、Δt2——換熱器兩端熱、冷流體的溫度差，K。通常Δt1>Δt2。
并流時，Δt1=T1-t1，Δt2=T2-t2；逆流時，Δt1=T1-t2，Δt2=T2-t1。
而當Δt1/Δt2≤2時，可近似用算術平均值（Δt1+Δt2）/2代替對數平均值，其誤差不超過4%。
【例2-1】 在套管換熱器內，熱流體溫度由90℃冷卻到70℃，冷流體溫度由20℃上升到60℃。試分別計算兩流體作并流和逆流時的平均溫度差。
解：
所以
由于50/30<2，也可近似取算術平均值，即
方框1$$
所以
此例說明，在同樣的進出口溫度下，逆流的傳熱推動力比并流要大。因此，生產中一般都選擇逆流操作。
（2）錯、折流時的傳熱平均溫度差 在大多數換熱器中，為了強化傳熱、加工制作方便等原因，兩流體并非做簡單的并流和逆流，而是比較復雜的折流或錯流。通常此時傳熱平均溫度差的求取方法是，先按逆流計算對數平均溫度差Δt'm，再乘以校正系數φΔt，即
Δtm=φΔtΔt'm （2-4）
式中，φΔt為溫度差校正系數，其大小與流體的溫度變化有關，可表示為兩參數R和P的函數。即
φΔt=f（R，P）
（2-5）
（2-6）
φΔt可根據R和P兩參數由圖2-14查取。對于其他流向的φΔt值可從有關傳熱手冊及書籍中查到。
圖2-14 溫度差修正系數圖
工程上，為了節約能量，提高傳熱效益，要求換熱器的溫差校正系數大于0.8。
3.不同流向傳熱溫度差的比較及流向的選擇
假定熱、冷流體進出換熱器的溫度相同。
（1）兩側均恒溫或單側變溫 此種情況下，平均溫度差的大小與流向無關，即Δtm逆=Δtm錯，折=Δtm并。
（2）兩側均變溫 平均溫度差逆流時最大，并流時最小，即Δtm逆>Δtm錯，折>Δtm并。
生產中為提高傳熱推動力，應盡量采用逆流。例如，在換熱器的熱負荷和傳熱系數一定時，若載熱體的流量一定，可減小所需傳熱面積，從而節省設備投資費用；若傳熱面積一定，則可減少加熱劑或冷卻劑用量，從而降低操作費用。
但出于某些其他方面的考慮時，也采用其他流向。例如，當工藝要求被加熱流體的終溫不高于某一定值，或被冷卻流體的終溫不低于某一定值時，采用并流比較容易控制；從圖2-14可以看出，采用并流時，進口端溫差較大，對加熱黏性大的冷流體較為適宜，因為冷流體進入換熱器后溫度可迅速提高，黏度降低，有利于提高傳熱效果，改善流動狀況；對熱敏性物料的加熱或對易結晶物料的冷卻，也宜采用并流操作。采用錯流或折流可以有效地降低傳熱熱阻，降低熱阻往往比提高傳熱推動力更為有利，所以工程上多采用錯流或折流。
知識點二 導熱速率
在物體內部，凡在同一瞬間、溫度相同的點所組成的面，稱為等溫面。兩相鄰等溫面的溫度差與其垂直距離之比的極限稱為溫度梯度。
傅里葉定律是導熱的基本定律，表明導熱速率與溫度梯度以及垂直于熱流方向的等溫面面積成正比，引入比例系數后可得導熱速率方程：
（2-7）
式中 Q——導熱速率，J/s或W；
λ——比例系數，稱為熱導率，J/（s·m·K）或W/（m·K）；
A——導熱面積，m2；
dt/dx——溫度梯度。
式中負號表示熱流方向與溫度梯度方向相反，即熱量總是從高溫向低溫傳遞。
1.導熱系數——熱導率λ
熱導率是傅里葉定律中的比例系數，它是表征物質導熱性能的一個物性參數，其值大小與物質的組成、結構、溫度及壓力等有關。λ越大，導熱性能越好。
物質的熱導率通常由實驗測定。各種物質熱導率數值差別極大，一般而言，金屬的熱導率最大，非金屬的固體次之，液體的較小，而氣體的最小。各種物質熱導率的大致范圍如表2-3所示：
表2-3 熱導率的范圍
工程上常見物質的熱導率可從有關手冊中查得，本書附錄亦有部分摘錄。
與液體和固體相比，氣體的熱導率最小，對導熱不利，但卻有利于保溫、絕熱。工業上所使用的保溫材料，如玻璃棉等，就是因為其空隙中有大量空氣，所以其熱導率很小，適用于保溫隔熱。
圖2-15 單層平壁的導熱
2.平壁導熱速率計算
設單層平壁的熱導率為常數，其面積A與厚度b之比是很大的，則平壁邊緣處的散熱可以忽略，壁內溫度只沿垂直于壁面的x方向發生變化，即所有等溫面是垂直于x軸的平面，且壁面的溫度不隨時間變化。此平壁為一維穩態導熱，導熱速率Q和導熱面積A均為常數。
從圖2-15中看出，當x=0時，t=t1；x=b時，t=t2；且t1>t2，對導熱速率方程積分得：
（2-8）
或
（2-9）
式中 b——平壁厚度，m；
Δt=t1-t2——導熱推動力，K；
R=b/（λA）——導熱熱阻，K/W。
工程上常常遇到多層不同材料組成的平壁，例如工業用的窯爐，其爐壁通常由耐火磚、保溫磚以及普通建筑磚由里向外構成，其導熱稱為多層平壁導熱。下面以三層平壁為例說明多層平壁導熱速率的方程。
如圖2-16所示，各層壁面的面積可視為相同，設為A，各層壁面厚度分別為b1、b2、b3，熱導率分別為λ1、λ2、λ3，假設各層間接觸良好，即互相接觸的兩表面溫度相同。各接觸面的溫度分別為t1、t2、t3、t4，且t1>t2>t3>t4，則在穩態導熱時，通過各層的導熱速率必定相等，即
Q1=Q2=Q3=Q （2-10）
由等比定理可整理得：
（2-11）
從上式表明，在多層穩態導熱時，某層的熱阻越大，則該層兩側的溫度差也越大，換言之，溫度差與相應的熱阻成正比；三層壁面的導熱，可看成是三個熱阻串聯導熱，導熱速率等于任一分熱阻的推動力與對應的分熱阻之比，也等于總推動力與總熱阻之比，總推動力等于各分推動力之和，總熱阻等于各分熱阻之和。
圖2-16 三層平壁的導熱
3.圓筒壁導熱速率計算
圓筒壁導熱與平壁導熱的不同之處在于圓筒壁的傳熱面積和熱通量不再是常量，而是隨半徑而變，同時溫度也隨半徑而變，但傳熱速率在穩態時依然是常量。如圖2-17所示。
圖2-17 單層圓筒壁的導熱
對于單層圓筒壁，同樣利用傅里葉定律積分可得到用圓筒壁的內、外表面積的平均值Am來計算圓筒壁的導熱速率方程，即
（2-12）
式中 t1、t2——圓筒壁的內、外表面溫度，且設t1>t2，K；
r1、r2——圓筒壁的內、外半徑，m。
Am可采用對數平均值（A2/A1>2時）或算術平均值（A2/A1≤2時）計算。
（2-13）
在工程上，多層圓筒壁的導熱情況比較常見。例如，在高溫或低溫管道的外部包上一層乃至多層保溫材料，以減少熱損失或冷損失。多層圓筒壁的計算同多層平壁一樣，利用穩態下各層的導熱速率相等和等比定律可求得：
（2-14）
知識點三 對流傳熱速率
一、對流傳熱速率
從間壁式換熱器的傳熱過程分析可知，對流傳熱是一個復雜的傳熱過程，熱阻主要集中在層流內層。為便于處理，假設過渡區和湍流主體的傳熱阻力全部疊加到層流內層的熱阻中，在靠近壁面處構成一厚度為δ的流體膜——有效膜，假設膜內為層流流動，膜外為湍流，即把阻力全部集中在有效膜內。因此減薄有效膜的厚度是強化對流傳熱的重要途徑。
由于對流傳熱與流體的流動情況、流體性質、對流狀態及傳熱面的形狀等有關，其影響因素較多，有效膜厚度難以測定，所以用α代替單層壁導熱速率方程Q=λAΔtm/b中的λ/b，得
Q=αAΔt （2-15）
式中 Q——對流傳熱速率，W；
A——對流傳熱面積，m2；
α——對流傳熱系數，W/（m2·K）；
Δt——流體與壁面間溫度差，℃。對熱流體，Δt=T-TW；對冷流體，Δt=tW-t（TW、tW分別為熱、冷流體側的壁面溫度）。
式（2-15）稱為對流傳熱速率方程，也稱為牛頓冷卻定律。
二、對流傳熱系數α
對流傳熱系數表示在單位傳熱面積上，流體與壁面的溫度差為1K時，單位時間以對流傳熱方式傳遞的熱量。它反映了對流傳熱的強度，對流傳熱系數越大，說明對流強度越大，對流傳熱熱阻越小。不同情況下對流傳熱系數的范圍見表2-4。
表2-4 α值的范圍
1.影響對流傳熱系數的因素
對流傳熱系數不是物性參數，而是受諸多因素影響的一個參數，通過理論分析和實驗證明，影響因素有以下幾個方面：
（1）流體的種類及相變情況 流體的狀態不同如液體、氣體和蒸汽，它們的對流傳熱系數各不相同。流體有無相變對傳熱有不同的影響，一般流體有相變時的對流傳熱系數較無相變時的大。
（2）流體的性質 影響對流傳熱系數的因素有熱導率、比熱容、黏度和密度等。對同一種流體，這些物性又是溫度的函數，有些還與壓力有關，因此流體的性質也會改變。
（3）流體的流動狀態 當流體呈湍流時，隨著Re的增大，層流內層的厚度減薄，對流傳熱系數增大。當流體呈層流時，流體在傳熱方向上無質點位移，故其對流傳熱系數較湍流時的小。
（4）流體流動的原因 自然對流與強制對流的流動原因不同，其傳熱規律也不相同。一般強制對流的對流傳熱系數較自然對流的大。
（5）傳熱面的形狀、位置及大小 傳熱面的形狀（如管內、管外、板、翅片等）、傳熱面的方位、布置（如水平或垂直放置、管束的排列方式等）及傳熱面的尺寸（如管徑、管長、板高等）都對對流傳熱系數有直接的影響。
2.對流傳熱的特征數關聯式
通過因次分析法，將上述影響因素組合成若干無因次數群——特征數，見表2-5。
表2-5 特征數的符號及意義
對于強制對流的傳熱過程，Nu、Re、Pr三個特征數之間的關系，大多數為指數函數的形式，即
Nu=CRemPrn （2-16）
這種特征數之間的關系式稱為特征數關聯式。式中C、m、n都是常數，都是針對各種不同情況的具體條件進行實驗測定的。因特征數關聯式是一種經驗公式，在使用時應注意以下幾個方面：
（1）應用范圍 關聯式中的Re、Pr等特征數的數值范圍，關聯式不得超范圍使用；
（2）特征尺寸 Nu、Re等特征數中的l應如何取定，由關聯式指定，不得改變；
（3）定性溫度 各特征數中流體的物性應按什么溫度確定，由關聯式指定。
3.液體無相變時的對流傳熱系數關聯式
（1）流體在圓形直管內作強制湍流
①低黏度（小于2倍常溫水的黏度）流體。
Nu=0.023Re0.8Prn （2-17）
或
（2-18）
式中，n值隨熱流方向而異，當流體被加熱時，n=0.4；當流體被冷卻時，n=0.3。
應用范圍：Re>10000，0.7<Pr<120，管長與管徑比L/di≥60。若L/di<60，需將由式（2-18）算得的α乘以［1+（di/L）0.7］加以修正。
特征尺寸：Nu、Pr特征數中的l取管內徑di。
定性溫度：取為流體進、出口溫度的算術平均值。
②高黏度液體。
Nu=0.027Re0.8Pr0.33φw （2-19）
式中 φw——黏度校正系數，當液體被加熱時φw=1.05；當液體被冷卻時，φw=0.95。
式（2-19）的應用范圍、特征尺寸和定性溫度與式（2-18）相同。
【例2-2】 常壓空氣在內徑為68mm、長度為5m的管內由30℃被加熱到68℃，空氣的流速為4m/s。試求：管壁對空氣的對流傳熱系數；空氣的流速增加一倍，其他條件均不變時的對流傳熱系數。
解：定性溫度：
在附錄中查得49℃下空氣的物性如下：
μ=1.91×10-5Pa·s，λ=2.823×10-2W/（m·K），ρ=1.10kg/m3，Pr=0.698
因氣體被加熱，取n=0.4，則
空氣流速增加一倍，其他條件均不變，由式（2-18）知，對流傳熱系數α'為
（2）流體在圓形直管內作強制過渡流 當Re=2300～10000時，屬于過渡區，對流傳熱系數可先按湍流計算，然后將算得結果乘以校正系數?，即
（2-20）
（3）流體在彎管內作強制對流 流體在彎管內流動時，由于受慣性離心力的作用，流體的湍動程度增大，使對流傳熱系數值較直管內的對流傳熱系數α大，此時，彎管對流傳熱系數α'的計算可按下式計算：
（2-21）
式中 d——管內徑，m；
R——彎管軸的曲率半徑，m。
（4）流體在非圓形管內作強制對流 當流體在非圓形管內作強制對流時，對流傳熱系數的計算仍可用上述關聯式，只要將式中管內徑換成當量直徑即可。當量直徑定義為：
（2-22）
（5）流體在換熱器管間流動 流體在單根圓管外垂直流過時，管子前半周與平壁類似，其邊界層不斷增厚，管子后半周由于邊界層分離而產生旋渦，使沿圓周各點上的局部對流傳熱系數各不相同。當流體垂直流過由多根平行管組成的管束時，湍動增強，故各排的對流傳熱系數也不相同。在工業換熱器計算中，要用到的是平均對流傳熱系數。
對于由殼體和管束等部分組成的列管式換熱器，當管外裝有割去25%（直徑）的圓缺形折流擋板時，可按下式計算對流傳熱系數：
（2-23）
或
（2-24）
式中 μw——壁溫下的流體黏度（其他物性參數均為定性溫度下的參數）；
de——當量直徑，m。其值要依據管子的排列方式而定。
當管子正方形排列時，
；當管子正三角形排列時，
（t為相鄰兩管中心距，m；d0為管外徑，m。）
u0——殼側流速，m/s。根據流體流過的最大面積
計算（h為兩折流擋板間的距離，m；D為換熱器殼的內徑，m）。
式（2-23）、式（2-24）的應用范圍為Re=2×103～1×106。
若列管換熱器的管間不用折流擋板，管外流體基本上沿管束平行流動，可用管內強制對流的公式計算，但式中的特征尺寸改用管間當量直徑。
4.流體有相變時的對流傳熱
在對流傳熱過程中，流體發生相變，分為蒸汽冷凝和液體沸騰兩種。
（1）蒸汽冷凝 在換熱器內，當飽和蒸汽與溫度較低的壁面接觸時，蒸汽將釋放出潛熱，并在壁面上冷凝成液體，發生在蒸汽冷凝和壁面之間的傳熱，稱為冷凝對流傳熱，簡稱為冷凝傳熱。冷凝傳熱速率與蒸汽的冷凝方式密切相關。蒸汽冷凝方式主要有兩種：膜狀冷凝和滴狀冷凝，如圖2-18所示。
圖2-18 蒸汽冷凝方式
膜狀冷凝是指冷凝液能夠在潤濕壁面上形成一層液膜，蒸汽冷凝放出的潛熱必須通過液膜后才能傳到壁面，因此冷凝液膜往往成為膜狀冷凝的主要阻力。液膜在重力作用下沿壁面向下流動時，其厚度不斷增加，所以壁面越高或水平放置的管子管徑越大，則整個壁面的平均對流傳熱系數也就越小。
滴狀冷凝是指冷凝液不能潤濕壁面，則在壁面上雜亂無章地形成許多小液滴，壁面的大部分直接暴露在蒸汽中，由于這些部位沒有液膜阻礙熱流，故其對流傳熱系數很大，是膜狀冷凝的十倍左右。
蒸汽冷凝時，往往在壁面形成液膜，其厚度及其流動狀態是影響冷凝傳熱的關鍵。凡有利于減薄厚度的因素都可以提高冷凝傳熱系數。
當蒸汽以一定速度流動（u>10m/s）時，會和液膜產生摩擦，若蒸汽和液膜同向流動，則摩擦將使液膜運動加速，厚度變薄，使α增大；若兩者逆向流動，則α減小。當兩者間的摩擦力超過液膜重力時，蒸汽會將液膜吹離壁面。此時，隨著蒸汽速度的增加，會使α急劇增大。因此，一般情況下冷凝器的蒸汽入口應設在其上部，此時蒸汽與液膜流向相同，有利于α增大。
若蒸汽中含有空氣或其他不凝性氣體，由于氣體的熱導率小，氣體聚集成薄膜附著在壁面后，將大大降低傳熱效果。研究表明，當蒸汽中含有1%的不凝氣體時，對流傳熱系數將下降60%。因此，在涉及相變的傳熱設備上部應安裝有排除不凝性氣體的閥門，操作時應定期排放不凝氣體，以減少不凝氣體對α的影響。
（2）液體沸騰 當液體被加熱到操作條件下的飽和溫度時，液體內部會產生氣泡的現象稱為液體沸騰，發生沸騰的液體與固體壁面之間的傳熱稱為沸騰對流傳熱，簡稱為沸騰傳熱。觀察常壓下水的沸騰曲線（表示水在沸騰時對流傳熱系數與傳熱壁面和液體的溫度差之間的關系），如圖2-19所示。
圖2-19 常壓下的水的沸騰曲線
圖中AB段——自然對流，此時傳熱壁面與液體的溫度差較小，只有少量氣泡產生，傳熱以自然對流為主，對流傳熱系數和傳熱速率都比較小；
圖中BC段——核狀沸騰，隨著溫度差的增大，液體在壁面受熱后生產的氣泡量增加很快，并在向上浮動中，對液體產生劇烈的擾動，因此，對流傳熱系數上升很快；
圖中CD段——過渡區，當溫度差增大到一定程度，氣泡產生速度大于氣泡脫離壁面的速度時，氣泡將在傳熱壁面上聚集并形成一層不穩定的氣膜，這時熱量必須通過這層氣膜才能傳到液相主體中去，由于氣體的熱導率比液體的小得多，對流傳熱系數反而下降；
圖中DE段——膜狀沸騰，當溫度差再增大到一定程度，產生的氣泡在傳熱壁面形成一層穩定的氣膜，壁面除了發生導熱、對流傳熱外，輻射的傳熱量急劇增大，使點D后的傳熱系數進一步增大。
實際上，一般將CDE段稱為膜狀沸騰。
問題思考題4圖示
【自測練習】
一、問題思考
1.簡述間壁式換熱器的傳熱過程。
2.什么是傳熱推動力？如何確定傳熱推動力？
3.換熱器內流體的流向有哪幾種？
4.由不同材質組成的兩層等厚平壁，聯合導熱，溫度變化如右圖所示。試判斷它們的熱導率的大小，并說明理由。
5.分析對流傳熱過程的特點。
二、工藝計算
1.在一列管式換熱器中，熱流體進出口溫度為130℃和65℃，冷流體進出口溫度為32℃和48℃，求兩流體并流和逆流時換熱器的平均溫度差。
2.用一單殼程四管程的列管換熱器來加熱某溶液，使其從30℃加熱到50℃，加熱劑則從120℃下降到45℃，試求換熱器的平均溫度差。
3.某燃燒爐的平壁由下列三種磚依次砌成。耐火磚：熱導率λ1=1.05W/（m·K）、壁厚b1=0.23m；絕熱磚：熱導率λ2=0.095W/（m·K）；普通磚：熱導率λ3=0.71W/（m·K）、壁厚b3=0.24m。若已知耐火磚內側溫度為860℃，耐火磚與絕熱磚接觸面溫度為800℃，而絕熱磚與普通磚接觸面溫度為135℃，試求：（1）通過爐墻損失的熱量，W/m2；（2）絕熱磚層厚度，m；（3）普通磚外壁溫度，℃。
4.水以1m/s的速度在長為3m、管徑為?25mm×2.5mm的管內由25℃加熱至50℃，試求水與管壁之間的對流傳熱系數。