池沸騰

特點

產生的氣泡能自由浮升，穿過液體自由面進入容器空間。

池沸騰主要分為兩類有飽和沸騰和過冷沸騰。

1、飽和沸騰

液體主體溫度達到飽和溫度，壁面溫度高於飽和溫度所發生的沸騰稱為飽和沸騰。其特點是隨著壁面過熱度的增高，出現 4 個換熱規律全然不同的區域。

2、過冷沸騰

指液體主體溫度低於相應壓力下飽和溫度，壁面溫度大於該飽和溫度所發生的沸騰換熱。

表征了大容器飽和沸騰的全部過程，共包括4個換熱規律不同的階段：自然對流、核態沸騰、過渡沸騰和穩定膜態沸騰。

橫坐標為壁面過熱度（對數坐標）；縱坐標為熱流密度（算術密度）。

從曲線變化規律可知：隨壁面過熱度的增大，區段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ將整個曲線分成四個特定的換熱過程，其特性如下：

1 、單相自然對流段（液面汽化段）

壁面過熱度小時（圖中

℃）沸騰尚未開始，換熱服從單相自然對流規律。

2 、核態沸騰（飽和沸騰）

隨著

的上升，在加熱面的一些特定點上開始出現汽化核心，並隨之形成汽泡，該特定點稱為起始沸點。隨著

的增大， q 增大，當

增大到一定值時， q 增加到最大值，汽泡擾動劇烈，汽化核心對換熱起決定作用，則稱該段為核態沸騰（泡狀沸騰）。

3、過渡沸騰

從峰值點進一步提高

，熱流密度 q 減小；當增大到一定值時，熱流密度減小到最小，這一階段稱為過渡沸騰。該區段的特點是屬於不穩定過程。

4、穩定膜態沸騰

從熱流密度最小開始，隨著

的上升，氣泡生長速度與躍離速度趨於平衡。此時，在加熱面上形成穩定的蒸汽膜層，產生的蒸汽有規律地脫離膜層，致使

上升時，熱流密度 q 上升，此階段稱為穩定膜態沸騰。

影響池沸騰的因素主要是不凝結氣體、過冷度、液位高度、重力加速度、表面的結構

1、不凝結氣體

與膜狀凝結不同，溶解於液體中的不凝結氣體會使沸騰換熱得到某種強化。這是因為，隨著工作液體溫度的升高，不凝結氣體會從液體中逸出，使壁面附近的微小凹坑得以活化，成為汽泡的胚芽，從而使沸騰曲線向著減小的方向移動，即在相同的下產生更高的熱流密度，強化了換熱。

但對處於穩定運行下的沸騰換熱設備來說，除非不斷地向工作液體注入不凝結氣體，否則它們一經逸出，也就起不到強化作用了。

2、過冷度

如果在大容器沸騰中流體主要部分的溫度低於相應壓力下的飽和溫度，則這種沸騰稱為過冷沸騰。對於大容器沸騰，除了在核態沸騰起始點附近區域外，過冷度對沸騰換熱的強度並無影響。在核態沸騰起始段，過冷會使該區域的換熱有所增強。

3、液位高度

在大容器沸騰中，當傳熱表面上的液位足夠高時，沸騰換熱表面傳熱係數與液位高度無關但當液位降低到一定值時，沸騰換熱的表面傳熱係數會明顯地隨液位的降低而升一高。這一特定的液位值稱為臨界液位。