1. Кипение на поверхности тела.
В основной массе жидкости температура превышает температуру насыщения на 0,4-0,5 градусов и только в пристенном слое наблюдается повышение температур.
2. Кипение в объёме жидкости – возникает при резком повышении давления.
Для образования пузырьков необходимо иметь центры парообразования, в качестве которых, обычно, служат микровпадины на поверхности нагрева.
Каждый образующийся пузырёк находится под воздействием двух сил: силы поверхностного натяжения и подъёмной силы.
Чем больше перегрев жидкости, тем более мелкие пузырьки могут образовываться. То есть при наличии соответствующего перепада температур может возникнуть пузырёк данного радиуса и он не будет раздавлен силами поверхностного натяжения.
- схлоп
- развивается
Таким образом получается, что на поверхности нагрева работают только часть центров парообразования.
С увеличением 
в
действие вступают более мелкие центры парообразования, то есть число
действующих центров парообразования растёт с увеличением .
Кроме того с увеличением растёт частота отрыва пузырьков.
Поэтому процесс пузырькового кипения очень интенсивный.
Процесс объёмного вскипания можно использовать для утилизации теплоты загрязнённых вторичных теплоносителей.
Кипение как правило происходит на смачиваемой поверхности. Если в начале поверхность была несмачиваемой, то в течении нескольких часов работы поверхность становится смоченной.
Под пузырьком образуется сухое пятно и
микрослой жидкости, через который происходит интенсивный теплообмен и испарение
жидкости в пузырёк.
В момент образования пузырька за счёт интенсивного теплообмена происходит уменьшение температуры стенки.
- подъёмная сила
- сила поверхностного натяжения
Пузырёк растёт и достигает отрывного 
:
, где 
краевой угол смачивания
Три основных механизма, счёт которых процесс кипения становится очень интенсивным:
1. Интенсивное испарение плёнки под растущим пузырьком.
2. Отрывающийся пузырёк уносит с собой часть перегретой жидкости от поверхности.
3. Растущий, отрывающийся и поднимающийся пузырёк сильно турбулезирует всю жидкость.
Формула для расчёта теплообмена при кипении (формула Лабунцова Д. И.):
Кривая кипения
Картины кипения на тонких проволочках
Высокая тепловая нагрузка Предкритический Критический
режим теплообмена режим теплообмена
При критическом режиме теплообмена на поверхности обмена образуется сплошная плёнка пара, которая изолирует поверхность нагрева от жидкости. Учитывая, что теплопроводность пара на 2 порядка меньше теплопроводности жидкости, резко возрастает температура стенки, то есть приблизительно в 100 раз. При этом температура стенки, как правило, превышает температуру плавления, что естественно приводит к аварии.
На поверхности плёнки пара образуются волны, с гребней которых открываются большие пузыри пара.
В начале нагрева жидкости реализуется процесс теплоотдачи при
естественной конвекции малыми значениями коэффициента теплоотдачи и со слабой
зависимостью от (процесс АВ). При
начале кипения резко возрастает интенсивность теплоотдачи. Это связано с
увеличением действующих центров парообразования и частоты отрыва пузырьков на
каждом из них.
При некотором значении отдельные
пузырьки пара сливаются вместе и образуют сплошную плёнку пара, которая
изолирует поверхность нагрева от жидкости. На поверхности плёнки образуются
волны. Следует обратить внимание, что при достижении критического теплового
потока возрастает в 2-3 раза по
сравнению с в начале кипения, в то время, как
тепловой поток увеличивается в 100-1000 раз.
При дальнейшем увеличении температура
стенки скачком возрастает в 100-500 раз (из точки К мы попадаем в точку D).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.