Теплоотдача при изменении агрегатного состояния жидкости

Для достижения максимально эффективного теплообмена могут быть использованы явления фазовых переходов, например системы испарительного охлаждения позволяют получить высокую эффективность теплообмена в РЭА с большими удельными тепловыделениями, а также в РЭА, работающей при низких давлениях, то есть на больших высотах, например теплосъем с генера­торной лампы в жидкую среду.

Дано:

Известно, что любую жидкость можно нагреть только до температуры насыщения . При дальнейшем подводе теплового потока на­чинается кипение. При этом температура жидкости остаётся неиз­менной, а подводимое тепло расходуется на парообразование.

Температурой насыщения называется температура образующегося пара, значение которой определяется внешним давлением.

Случай № 1 - режим пузырькового кипения жидкости.

1. образование пузырьков на обогреваемой поверхности в отдельных точ­ках - центрах парообразования,

2. по мере возникновения пузырьки растут до определённого размера, а затем отрываются, так как больше температуры образующегося пара, то рост пузырьков продолжается и после отрыва их от поверхности. Отводимое тепло при этом передаётся главным образом жидкости, а затем используется при испарении, Из-за малой поверхности контакта тепловой поток, отводимый при образовании пузырька весьма мал.

Случаи № 2 - плёночный режим кипения. При дальнейшем увеличении тепловой нагрузки действующих центров парообразования становится так много, что на поверхности образуется сплошная паровая плёнка и наступает так называемый плёночный режим кипения. При этом непосредственный контакт жидкости с поверхностью охлаж­дения ухудшается, что приводит к резкому увеличению температуры по­верхности.

- продольная тепловая нагрузка.

- наступает пленочный режим кипения.

Здесь пузырьки не увеличиваются, а уменьшаются в объёме - режим недогретой жидкости, при котором на самой поверхности образуются па­ровые пузырьки, которые после отрыва попадают в недогретую жидкость и конденсируются в ней. Процесс кипения при этом ограничен тонким слоем у поверхности охлаждения.