第 9 章 · 相变传热：沸腾与凝结
当热量穿过"液 ↔ 气"相变边界时，单位质量要吸收或释放巨大的潜热 L（水约 2.26×10⁶ J/kg）。这意味着相变传热能在很小的温差下搬运极大的热流——这正是核反应堆、制冷系统、电子浸没冷却依赖的核心原理。
相变传热的"性价比"
潜热远大于显热。1 kg 水汽化吸收的热量，足以把同质量的水从 0℃ 加热到约 540℃。因此相变设备可以做得非常紧凑。代价是：机理复杂、强非线性，且存在危险的临界点（CHF）。
9.1 大容器饱和沸腾曲线
把加热壁面浸在饱和液体中，逐渐提高壁面过热度 ΔT = Tw − Tsat，热流密度 q̇ 会沿一条著名的S 形曲线变化：
工程设计的黄金法则：始终工作在核态沸腾段，并远离 CHF。一旦越过 CHF，换热急剧恶化、壁温骤升，常导致器件烧毁——这是两相冷却系统安全设计的第一约束。
9.2 凝结：膜状 vs 珠状
蒸汽遇到冷壁面液化、释放潜热。根据液膜是否铺展，分为两类：
| 类型 | 特征 | 换热性能 |
|---|---|---|
| 膜状凝结 | 液膜连续覆盖壁面，蒸汽需先穿过液膜再导热 | 较差（液膜是额外热阻） |
| 珠状凝结 | 液滴成珠、滚落，大部分壁面直接暴露于蒸汽 | 高 5–10 倍（理想但难以长期维持） |
Nusselt 理论给出竖直平板上层流膜状凝结的平均换热系数，是这一节的分析基准；而珠状凝结虽高效，却需要特殊表面处理才能维持，工程上仍以膜状凝结设计为主。
🎬 沸腾与凝结交互动画
下面这段动画直观对比膜状 / 珠状凝结，并演示大容器饱和沸腾曲线随壁面过热度的演化，覆盖核态沸腾、临界热流（CHF）与膜态沸腾（Leidenfrost）阶段。建议边看边对照上面的曲线描述，理解"为什么越过 CHF 很危险"。
本章仍在扩充
下方仍预留了沸腾曲线可交互仿真、Leidenfrost 演示视频与核态沸腾例题的位置，待后续补充。你已经可以先通过上面的动画建立核心直觉。
📥 预留：沸腾曲线交互仿真
待补充：沸腾曲线（q̇–ΔT）交互图
计划让学生拖动壁面过热度，观察从核态沸腾到膜态沸腾的跃迁，并标出危险的临界热流密度（CHF）点。欢迎提供物理模型或参考文献。
📹 预留：教学视频
待补充：Leidenfrost 现象演示视频
水滴在灼热表面悬浮跳舞的经典现象，是膜态沸腾的直观展示。可接入 B 站/YouTube 嵌入或本地 mp4。
📝 预留：典型例题
待补充：核态沸腾热流估算例题
将基于 Rohsenow 关联式或 Cooper–Lloyd 准则，给出一道可交互求解的例题。