锅炉水动力学及锅内传热基础
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基本方程
P Pm c Pj b Pz w Pj s
ΔP 为总压降，定义为管道始端和终端压力之差。 ΔPmc、ΔPjb-摩擦阻力、局部阻力，之和称流动阻 力 ΔPld； ΔPzw、ΔPjs-重位压降和加速压降。
11.2.1 摩擦阻力
单相流体摩擦阻力为
Pmc
l
dn
w2
2
汽液两相流体的摩擦阻力有许多计算式，大体可以分为均 相流和分相流两种模型。我国电站锅炉水动力计算方法中 采用的修正均相流模型法是西安交通大学的研究成果，即 借用单相摩擦阻力计算公式的形式，再进行试验修正。可 以得到两相流体摩擦阻力
11.3.2 沸腾传热恶化及其防止措施
1. 两类沸腾传热恶化 （1） 两类沸腾传热恶化的现象及机理 第一类传热恶化
现象：在含汽率比较小，在热负荷大于某一临界值时，由 于管子的内壁汽化核心密集，汽泡的脱离速度小于生长速 度，在管壁上形成连续的汽模，出现膜态沸腾，此时管壁 得不到冷却，换热系数积聚下降，管壁温度飞升，导致管 壁可能烧坏。
我国的计算方法中汽水混合物的局部阻力也采用均相流模型，其 计算式为
Pjb
jb
w02
2
1
xjb
1
xjb 为产生局部阻力处的质量含汽率； jb 为汽水混合物的局部阻
力系数，由试验确定。在锅炉水力计算方法等有关文献中可以查
得各类汽水混合物的局部阻力系数。
11.3 锅炉管内传热
11.3.1 管内传热过程 1. 管内沸腾换热的工况区间
由于水在加热的蒸发管中不断汽化，使出口汽水混合 物的容积增大很多，因此加速压降较大，特别是在低 压时，在热负荷较高的管子中加速压降比较明显。
11.2.4 局部阻力
单相流体的局部阻力是由于流体流动时因流动方向或
流通截面的改变而引起的能量损耗，其局部阻力为
Pjb
w2
2
为单相流体局部阻力系数，由试验确定。
• 管子顶部先发生传热恶化现象，而管子下 部则后发生传热恶化。
• 即使管壁最高温度不超过材料允许值，过 大的上下壁温差也是不允许的，它会使汽 水分层面处的金属发生疲劳损坏。
（4） 水平管中传热恶化现象的特点
• 随着ρw增大，发生恶化时的位置推迟及上 下壁的xeh的差值减小，管子壁温飞升值及 上下壁温差明显下降。
锅炉水动力学及锅内传热基础
（3）循环流速
流量等于管内汽液两相流体质量流量 Gh的饱和水流
量 G0，通过整个管道截面 f 时的水速
w0
G0v f
锅炉中，蒸发管入口的水接近于饱和水，认为进入
蒸发管的水速即等于循环流速，相应的质量流量 G0
即为循环流量。
（4）质量流速
通过管子单位流通面积的工质质量流量称为质量流速 w ，即
3. 热负荷对沸腾换热的影响
• 随着热负荷的增加，沸腾换热的区域减小，沸腾换热系数增加， 但是干涸提前，如曲线1和2相比;
• 热负荷增加到某一个值后，沸腾放热系数增加，将没有D区段即 两相对流换热区段，直接到干涸点，曲线2和曲线3比较；
• 再度增加热负荷，沸腾段减少，换热系数进一步增加，甚至没有 沸腾段，在过冷区域产生干涸现象，如曲线4和曲线5
ρw对xeh的影响呈现非单调性。
图 11-7 xeh 与 q 和 w 的关系（ P 18.6 MPa； qa qb qc ）
第二类传热恶化的后果
壁温升高并发生脉动，其区域在30～60mm范围，温度 波动在60～125℃。壁温波动幅度过大引起管子金属的 疲劳破坏，同时加剧氧化层的破坏，金属腐蚀加剧。因 此要求：恶化区管壁与工质温差≯80℃。 脉动原因： ① 开始发生恶化的地方，部分液膜虽撕破，管壁仍残留细 小液流，蒸汽和残余液流交替接触管壁，造成壁温脉动； ② 流量微小波动使液膜与蒸汽的分界线波动，烧干位置可 能前后移动； ③ 中心汽流的液滴可能时而撞击壁面。
"
"
w w w w C 0
h0
h
>β；而当 β 值超过 βjx 值时，则有 ＜β，即 值并
不总是大于 β 值，其机理尚不完全清楚。
ws"j ws"jwh ws"j
ф与流动方向有关，分为
水平，垂直上升和倾斜
系数 C
wh w''
sj
也反映出汽水间存在的相对速度，可由试验确定。
4. 密度 汽液两相流体中，工质的质量流差
单相流体的加速压降：
w cwc jwj wc /c wj / j
Pjs w wc wj w2 vc vj
c 和 j 分别为出口和进口参数。
汽液两相流体的加速压降采用均相流模型，按下式
Pjs w2 xc xj v v
蒸汽实际流速与水的实际流速之差称为相对速度 wxd ，
蒸汽实际流速与水的实际流速之比称为滑移比 S
wxd ws"j ws'j
S
w'' sj
ws' j
3. 含汽率 （1）质量含汽率 汽液两相流体中，蒸汽质量流量所占混合物质量流量的份额称为 质量含汽率 x，也称为蒸汽干度。当两相流体完全处于热力学平 衡状态时
汽水混合物密度 h ，即
h
Gh Qh
Qq Qs
Qh
1 '
1
1
" '
1 x
1
在一长为L 的微元管段上，单位微元管段
h
'
1
x
' "
1
容积具有的混合工质质量称为汽水混合物实际
密度 hsj ，即
hsj
f
f l
f l
1
11.2 流动阻力
• 锅炉管内工质既有单相流体，又有汽液两相流体， 它们在管内流动时由于需要克服各种阻力会产生一 定的压力降。
Pzw gh 为工质平均密度，kg/m3，其计算方法如前所述。h 为
管子进出口之间的水准标高差，m。
汽水混合物重位压降的计算采用分相流动模型，汽水混合 物的平均密度取平均实际密度，则计算式为
Pzw = hsjgh - - gh
分为垂直向上，倾斜向上，垂直向下流动的不同 的ф的计算方法
11.2.3 加速压降
又称真实容积含汽率。其值为某一管道截面上蒸汽流通截面 积与整个管道截面的比值，即
f
f
该值需要通过试验来确定。经推导：
表明截面含汽率与质 量含汽率或容积含汽
率之间的关系
1
1
1
S
" '
1 x
1
1 S 1 向上流动， C<1, <β；向下流动，C>1, >β 的关
系。实际的向下流动，当 β 值小于某一界限 βjx 值时，
A区段:单相液体，
B区段：管壁已经达到产生气泡所需要的 过热度，管内主流温度低于饱和温度，壁 面产生的气泡脱离壁面进入冷液体被冷却， 这个阶段一直持续到x=0； C区段：饱和核态沸腾，泡状流，弹状流 和部分环状流，气泡不被冷却，含气率增 加，当壁面上的液膜不再产生气泡核态沸 腾结束；
图11-6 垂直管内对流沸腾放热系数与热负荷、
可得
'w0 h wh ' w0' "w0"
wh
w0
w0" (1
" ' )
（2）实际流速
通过管子蒸汽流通截面积 f " 的蒸汽容积流量称为蒸汽
的实际流速
w'' sj
，通过管子水流通截面积
f
' 的水的容积
流量称为水的实际流速 ws'j
w'' sj
Qq f
ws' j
Qs f
（3）相对速度与滑移比
（2） 两类传热恶化的异同
• 相同：管壁与蒸汽直 接接触、放热系数减 小、壁温飞升。q↑， xeh↓，恶化点提前。
• 不同：机理不同，所 处的流动结构和工况 参数不同，引起的后 果也不相同。
第一类
第二类
恶化后管子中部为含 恶化后管子中部为
有汽泡的液体
含有液滴的蒸
汽
转入膜态沸腾然后再 直接转入欠液区 过渡到欠液区
由核态沸腾的工况因水不能进入壁面而转变为膜态沸 腾的传热恶化，通常称为偏离核沸腾(DNB) 或烧毁 （Burn-out），也称为第一类传热恶化。还因为这类传 热恶化时壁温飞升速率很快，又称为快速危机。 亚临界压力参数，可能会遇到第一类传热恶化。
发生传热恶化现象和热负荷、质量含汽率、 质量流速、压力及管径有关。通常用发生传热 恶化时的临界热负荷qcr(CHF)作为第一类传热 恶化发生的特征参数
• 压力增加，传热恶化位置提前，在亚临界 及近临界时管子顶端的恶化可能在工质过 冷 大，条因件此下为开减始小发Δ生t，所上需下质壁量的流x速eh也的就差越值高增。
• 随着热负荷增加，传热恶化提前发生，管 子上壁温飞升值及上下壁温差增大。
x Gq "w0" Gh ' w0
对蒸发管，可用热物性参数来表示，称热力学含汽率， 也称为沸腾度。在蒸发管任一截面
x i i' r
当 x<0，工质处于未饱和水（过冷沸腾）区；0 x 1， 处于饱和沸腾区；x>1，处于过热蒸汽区。
受热蒸发管中入口的水量 G0 与产生的蒸汽量 D 的比值， 称为循环倍率 K，为质量含汽率的倒数，即
第二类传热恶化发生时的热负荷较小，在一般的高参数 直流锅炉中，尤其在燃油锅炉炉膛受热面中可能遇到， 而且传热一旦恶化，可能使壁温超过金属的允许值。因 为此时的工质温度已经很高
通常用发生传热恶化时的含汽率xeh作为第 二类传热恶化发生的特征参数
xeh f P, w, q, d
影响因素的讨论：
q↑，各换热区间的界限相对前移，长度缩短，使xeh点位置
Pmc
l dn
w02
2
1
x
1
λ 为单相流体摩擦阻力系数； x 为计算管段的平均质量含
汽率；ψ 为摩擦阻力校正系数，与质量含汽率 x、压力 P
及质量流速 ρw 有关，由试验数据得出，其物理意义是双
相摩擦阻力与按均相模型计算的摩擦阻力之比。
采用的是混合物的密度
11.2.2 重位压降
重位压降又称重位压头。单相流体的重位压降可表示为
w G0 Gh
ff
根据质量守恒定律，在稳定流动时，无论受热与否，如管子截面
不变，工质流经管子任一截面的质量流速均相等，即 w 常数。
2. 速度参数
（1）汽液两相流体的混合流速
通过管子单位流通截面积的工质容积流量称为混合流速 wh ，即
wh
Qh f
Qs Qq f
w0' w0''
根据质量守恒定律，由质量流速定义
通常发生在x较小或 欠热(x<0)时，以 及热负荷高的区 域
α2稍低
壁温飞升幅度大
通常发生在x较大 时，以及热负 荷低的区域
α2稍高 壁温飞升幅度小
（4） 水平管中传热恶化现象的特点
• 重力的影响，蒸汽偏于上半部流动，沿管 子周界液膜的厚度差异很大。
• 如果ρw很低，则在x较小处可能出现汽水 分层现象。
图11-5 垂直管内强迫对流沸腾的换热工况
含汽率的关系
11.3.1 管内传热过程 1. 管内沸腾换热的工况区间
D区段：双相强制对流换热区，液滴环 状流，壁面液膜很薄，导热性增强，壁 面没有气泡产生，核态沸腾受到抑制； E点：干涸点，液膜不断蒸发，以及液 膜被中心高速气流卷吸，在该点某一个x 下液膜完全蒸干或者撕破而完全消失， 出现干涸，即蒸汽与管壁直接接触，传 热恶化，壁温突然急剧升高； F区段：干涸后气流携带液滴继续蒸发 直至变成干蒸汽，该阶段的换热依靠液 滴碰到壁面时的导热以及含液滴气流的 对流换热，液滴饱和，气相过热的热力 学不稳定状态； G区段：单相蒸汽的过热状态
也相对前移，传热恶化提前发生；
ρw <(ρw)jx，主汽流与液膜间
的相对速度大，液膜易被撕破。
P↑ ，ρ′↓，汽流扰动对液膜影响大，
ρw >(ρw)jx，汽流与液膜间的 相互作用趋于稳定，紊流扩散
同时σ也↓，降低了液膜的保持能
使主汽流中降到液膜上的水滴 增加。
力，所以两者的减小都使液膜的
稳定性降低而易被撕破，因此xeh 点的位置提前；
qcr f P, w, x, d
第一类传热恶化的后果：壁温飞升
第二类传热恶化：
现象：在热负荷q较低，含汽率x较高的液滴环状流阶段 的后期，由于管子四周贴壁处的液膜已经很薄，液膜因 蒸发或中心汽流的卷吸撕破使液膜部分或全部消失，该 处的壁面直接与蒸汽接触而得不到液体的冷却，也使放 热系数α2明显下降，壁温升高，但壁温的增值比第一类 恶化要小，其升温速度也较慢。这类传热恶化通常称为 蒸干(Dry-out)，又称为第二类传热恶化或慢速危机。
K G0 1 Dx
（2）容积含汽率
汽液两相混合流体中，蒸汽容积流量所占混合
物容积流量的分额称为容积含汽率 β，即
Qq Qh
w0" wh
w0'' w0' w0''
wh
w0
w0" (1
" ' )
1
1
" '
1 x
1
x Gq "w0" Gh ' w0
（3）截面含汽率
反映蒸发管某截面上工质的真实含汽率称为截面含汽率 ，
P Pm c Pj b Pz w Pj s
ΔP 为总压降，定义为管道始端和终端压力之差。 ΔPmc、ΔPjb-摩擦阻力、局部阻力，之和称流动阻 力 ΔPld； ΔPzw、ΔPjs-重位压降和加速压降。
11.2.1 摩擦阻力
单相流体摩擦阻力为
Pmc
l
dn
w2
2
汽液两相流体的摩擦阻力有许多计算式，大体可以分为均 相流和分相流两种模型。我国电站锅炉水动力计算方法中 采用的修正均相流模型法是西安交通大学的研究成果，即 借用单相摩擦阻力计算公式的形式，再进行试验修正。可 以得到两相流体摩擦阻力
11.3.2 沸腾传热恶化及其防止措施
1. 两类沸腾传热恶化 （1） 两类沸腾传热恶化的现象及机理 第一类传热恶化
现象：在含汽率比较小，在热负荷大于某一临界值时，由 于管子的内壁汽化核心密集，汽泡的脱离速度小于生长速 度，在管壁上形成连续的汽模，出现膜态沸腾，此时管壁 得不到冷却，换热系数积聚下降，管壁温度飞升，导致管 壁可能烧坏。
我国的计算方法中汽水混合物的局部阻力也采用均相流模型，其 计算式为
Pjb
jb
w02
2
1
xjb
1
xjb 为产生局部阻力处的质量含汽率； jb 为汽水混合物的局部阻
力系数，由试验确定。在锅炉水力计算方法等有关文献中可以查
得各类汽水混合物的局部阻力系数。
11.3 锅炉管内传热
11.3.1 管内传热过程 1. 管内沸腾换热的工况区间
由于水在加热的蒸发管中不断汽化，使出口汽水混合 物的容积增大很多，因此加速压降较大，特别是在低 压时，在热负荷较高的管子中加速压降比较明显。
11.2.4 局部阻力
单相流体的局部阻力是由于流体流动时因流动方向或
流通截面的改变而引起的能量损耗，其局部阻力为
Pjb
w2
2
为单相流体局部阻力系数，由试验确定。
• 管子顶部先发生传热恶化现象，而管子下 部则后发生传热恶化。
• 即使管壁最高温度不超过材料允许值，过 大的上下壁温差也是不允许的，它会使汽 水分层面处的金属发生疲劳损坏。
（4） 水平管中传热恶化现象的特点
• 随着ρw增大，发生恶化时的位置推迟及上 下壁的xeh的差值减小，管子壁温飞升值及 上下壁温差明显下降。
锅炉水动力学及锅内传热基础
（3）循环流速
流量等于管内汽液两相流体质量流量 Gh的饱和水流
量 G0，通过整个管道截面 f 时的水速
w0
G0v f
锅炉中，蒸发管入口的水接近于饱和水，认为进入
蒸发管的水速即等于循环流速，相应的质量流量 G0
即为循环流量。
（4）质量流速
通过管子单位流通面积的工质质量流量称为质量流速 w ，即
3. 热负荷对沸腾换热的影响
• 随着热负荷的增加，沸腾换热的区域减小，沸腾换热系数增加， 但是干涸提前，如曲线1和2相比;
• 热负荷增加到某一个值后，沸腾放热系数增加，将没有D区段即 两相对流换热区段，直接到干涸点，曲线2和曲线3比较；
• 再度增加热负荷，沸腾段减少，换热系数进一步增加，甚至没有 沸腾段，在过冷区域产生干涸现象，如曲线4和曲线5
ρw对xeh的影响呈现非单调性。
图 11-7 xeh 与 q 和 w 的关系（ P 18.6 MPa； qa qb qc ）
第二类传热恶化的后果
壁温升高并发生脉动，其区域在30～60mm范围，温度 波动在60～125℃。壁温波动幅度过大引起管子金属的 疲劳破坏，同时加剧氧化层的破坏，金属腐蚀加剧。因 此要求：恶化区管壁与工质温差≯80℃。 脉动原因： ① 开始发生恶化的地方，部分液膜虽撕破，管壁仍残留细 小液流，蒸汽和残余液流交替接触管壁，造成壁温脉动； ② 流量微小波动使液膜与蒸汽的分界线波动，烧干位置可 能前后移动； ③ 中心汽流的液滴可能时而撞击壁面。
"
"
w w w w C 0
h0
h
>β；而当 β 值超过 βjx 值时，则有 ＜β，即 值并
不总是大于 β 值，其机理尚不完全清楚。
ws"j ws"jwh ws"j
ф与流动方向有关，分为
水平，垂直上升和倾斜
系数 C
wh w''
sj
也反映出汽水间存在的相对速度，可由试验确定。
4. 密度 汽液两相流体中，工质的质量流差
单相流体的加速压降：
w cwc jwj wc /c wj / j
Pjs w wc wj w2 vc vj
c 和 j 分别为出口和进口参数。
汽液两相流体的加速压降采用均相流模型，按下式
Pjs w2 xc xj v v
蒸汽实际流速与水的实际流速之差称为相对速度 wxd ，
蒸汽实际流速与水的实际流速之比称为滑移比 S
wxd ws"j ws'j
S
w'' sj
ws' j
3. 含汽率 （1）质量含汽率 汽液两相流体中，蒸汽质量流量所占混合物质量流量的份额称为 质量含汽率 x，也称为蒸汽干度。当两相流体完全处于热力学平 衡状态时
汽水混合物密度 h ，即
h
Gh Qh
Qq Qs
Qh
1 '
1
1
" '
1 x
1
在一长为L 的微元管段上，单位微元管段
h
'
1
x
' "
1
容积具有的混合工质质量称为汽水混合物实际
密度 hsj ，即
hsj
f
f l
f l
1
11.2 流动阻力
• 锅炉管内工质既有单相流体，又有汽液两相流体， 它们在管内流动时由于需要克服各种阻力会产生一 定的压力降。
Pzw gh 为工质平均密度，kg/m3，其计算方法如前所述。h 为
管子进出口之间的水准标高差，m。
汽水混合物重位压降的计算采用分相流动模型，汽水混合 物的平均密度取平均实际密度，则计算式为
Pzw = hsjgh - - gh
分为垂直向上，倾斜向上，垂直向下流动的不同 的ф的计算方法
11.2.3 加速压降
又称真实容积含汽率。其值为某一管道截面上蒸汽流通截面 积与整个管道截面的比值，即
f
f
该值需要通过试验来确定。经推导：
表明截面含汽率与质 量含汽率或容积含汽
率之间的关系
1
1
1
S
" '
1 x
1
1 S 1 向上流动， C<1, <β；向下流动，C>1, >β 的关
系。实际的向下流动，当 β 值小于某一界限 βjx 值时，
A区段:单相液体，
B区段：管壁已经达到产生气泡所需要的 过热度，管内主流温度低于饱和温度，壁 面产生的气泡脱离壁面进入冷液体被冷却， 这个阶段一直持续到x=0； C区段：饱和核态沸腾，泡状流，弹状流 和部分环状流，气泡不被冷却，含气率增 加，当壁面上的液膜不再产生气泡核态沸 腾结束；
图11-6 垂直管内对流沸腾放热系数与热负荷、
可得
'w0 h wh ' w0' "w0"
wh
w0
w0" (1
" ' )
（2）实际流速
通过管子蒸汽流通截面积 f " 的蒸汽容积流量称为蒸汽
的实际流速
w'' sj
，通过管子水流通截面积
f
' 的水的容积
流量称为水的实际流速 ws'j
w'' sj
Qq f
ws' j
Qs f
（3）相对速度与滑移比
（2） 两类传热恶化的异同
• 相同：管壁与蒸汽直 接接触、放热系数减 小、壁温飞升。q↑， xeh↓，恶化点提前。
• 不同：机理不同，所 处的流动结构和工况 参数不同，引起的后 果也不相同。
第一类
第二类
恶化后管子中部为含 恶化后管子中部为
有汽泡的液体
含有液滴的蒸
汽
转入膜态沸腾然后再 直接转入欠液区 过渡到欠液区
由核态沸腾的工况因水不能进入壁面而转变为膜态沸 腾的传热恶化，通常称为偏离核沸腾(DNB) 或烧毁 （Burn-out），也称为第一类传热恶化。还因为这类传 热恶化时壁温飞升速率很快，又称为快速危机。 亚临界压力参数，可能会遇到第一类传热恶化。
发生传热恶化现象和热负荷、质量含汽率、 质量流速、压力及管径有关。通常用发生传热 恶化时的临界热负荷qcr(CHF)作为第一类传热 恶化发生的特征参数
• 压力增加，传热恶化位置提前，在亚临界 及近临界时管子顶端的恶化可能在工质过 冷 大，条因件此下为开减始小发Δ生t，所上需下质壁量的流x速eh也的就差越值高增。
• 随着热负荷增加，传热恶化提前发生，管 子上壁温飞升值及上下壁温差增大。
x Gq "w0" Gh ' w0
对蒸发管，可用热物性参数来表示，称热力学含汽率， 也称为沸腾度。在蒸发管任一截面
x i i' r
当 x<0，工质处于未饱和水（过冷沸腾）区；0 x 1， 处于饱和沸腾区；x>1，处于过热蒸汽区。
受热蒸发管中入口的水量 G0 与产生的蒸汽量 D 的比值， 称为循环倍率 K，为质量含汽率的倒数，即
第二类传热恶化发生时的热负荷较小，在一般的高参数 直流锅炉中，尤其在燃油锅炉炉膛受热面中可能遇到， 而且传热一旦恶化，可能使壁温超过金属的允许值。因 为此时的工质温度已经很高
通常用发生传热恶化时的含汽率xeh作为第 二类传热恶化发生的特征参数
xeh f P, w, q, d
影响因素的讨论：
q↑，各换热区间的界限相对前移，长度缩短，使xeh点位置
Pmc
l dn
w02
2
1
x
1
λ 为单相流体摩擦阻力系数； x 为计算管段的平均质量含
汽率；ψ 为摩擦阻力校正系数，与质量含汽率 x、压力 P
及质量流速 ρw 有关，由试验数据得出，其物理意义是双
相摩擦阻力与按均相模型计算的摩擦阻力之比。
采用的是混合物的密度
11.2.2 重位压降
重位压降又称重位压头。单相流体的重位压降可表示为
w G0 Gh
ff
根据质量守恒定律，在稳定流动时，无论受热与否，如管子截面
不变，工质流经管子任一截面的质量流速均相等，即 w 常数。
2. 速度参数
（1）汽液两相流体的混合流速
通过管子单位流通截面积的工质容积流量称为混合流速 wh ，即
wh
Qh f
Qs Qq f
w0' w0''
根据质量守恒定律，由质量流速定义
通常发生在x较小或 欠热(x<0)时，以 及热负荷高的区 域
α2稍低
壁温飞升幅度大
通常发生在x较大 时，以及热负 荷低的区域
α2稍高 壁温飞升幅度小
（4） 水平管中传热恶化现象的特点
• 重力的影响，蒸汽偏于上半部流动，沿管 子周界液膜的厚度差异很大。
• 如果ρw很低，则在x较小处可能出现汽水 分层现象。
图11-5 垂直管内强迫对流沸腾的换热工况
含汽率的关系
11.3.1 管内传热过程 1. 管内沸腾换热的工况区间
D区段：双相强制对流换热区，液滴环 状流，壁面液膜很薄，导热性增强，壁 面没有气泡产生，核态沸腾受到抑制； E点：干涸点，液膜不断蒸发，以及液 膜被中心高速气流卷吸，在该点某一个x 下液膜完全蒸干或者撕破而完全消失， 出现干涸，即蒸汽与管壁直接接触，传 热恶化，壁温突然急剧升高； F区段：干涸后气流携带液滴继续蒸发 直至变成干蒸汽，该阶段的换热依靠液 滴碰到壁面时的导热以及含液滴气流的 对流换热，液滴饱和，气相过热的热力 学不稳定状态； G区段：单相蒸汽的过热状态
也相对前移，传热恶化提前发生；
ρw <(ρw)jx，主汽流与液膜间
的相对速度大，液膜易被撕破。
P↑ ，ρ′↓，汽流扰动对液膜影响大，
ρw >(ρw)jx，汽流与液膜间的 相互作用趋于稳定，紊流扩散
同时σ也↓，降低了液膜的保持能
使主汽流中降到液膜上的水滴 增加。
力，所以两者的减小都使液膜的
稳定性降低而易被撕破，因此xeh 点的位置提前；
qcr f P, w, x, d
第一类传热恶化的后果：壁温飞升
第二类传热恶化：
现象：在热负荷q较低，含汽率x较高的液滴环状流阶段 的后期，由于管子四周贴壁处的液膜已经很薄，液膜因 蒸发或中心汽流的卷吸撕破使液膜部分或全部消失，该 处的壁面直接与蒸汽接触而得不到液体的冷却，也使放 热系数α2明显下降，壁温升高，但壁温的增值比第一类 恶化要小，其升温速度也较慢。这类传热恶化通常称为 蒸干(Dry-out)，又称为第二类传热恶化或慢速危机。
K G0 1 Dx
（2）容积含汽率
汽液两相混合流体中，蒸汽容积流量所占混合
物容积流量的分额称为容积含汽率 β，即
Qq Qh
w0" wh
w0'' w0' w0''
wh
w0
w0" (1
" ' )
1
1
" '
1 x
1
x Gq "w0" Gh ' w0
（3）截面含汽率
反映蒸发管某截面上工质的真实含汽率称为截面含汽率 ，