伝熱工学-沸騰伝熱 (用語まとめ)

沸騰の分類

• 核沸騰(nucleate boiling) :　発砲点を核として気泡が発生

加熱面と直接に接する液体が気泡生成を伴いながら沸騰する形態

"核沸騰" 機械工学辞典　https://www.jsme.or.jp/jsme-medwiki/doku.php?id=10:1002000　

• 膜沸騰(film boiling) : 物体が薄い蒸気膜で覆われる沸騰

液体と加熱面との間に蒸気膜が介在し，加熱面から蒸気膜を通して伝えられる熱により，蒸気膜に蒸発が起こる沸騰モード

"膜沸騰" 機械工学辞典　https://www.jsme.or.jp/jsme-medwiki/doku.php?id=10:1012383&s[]=%E8%86%9C%E6%B2%B8%E9%A8%B0　　

一般に蒸気の熱伝導率は小さいので蒸気膜が熱抵抗となってしまう．
核沸騰の方が熱伝達率$${h}$$が高い．

下図を見ると核沸騰は気泡が熱を奪ってすぐ上昇していく感じ？
一方，膜沸騰は気泡の膜が加熱面にちょっと，とどまる感じ？
そう考えると核沸騰の方が熱伝達率が高いのも納得でしょうか．

Boiling curve with the indication of two-phase mixture pattern over heated wall (heat flux and heated wall superheating temperature values are typical for water boiling; ONB-Onset of Nucleate Boiling, BC-Boiling Crisis, DNB-Departure from Nucleate Boiling, CHF-Critical Heat Flux)　
https://www.researchgate.net/publication/327495055_Boiling_heat_transfer_modelling_A_review_and_future_Prospectus　　

壁表面温度$${T_w}$$と流体の飽和温度$${ T_{sat} }$$の差額$${ \Delta T_w}$$によって沸騰の形態(モード)が異なる．

上図では，$${\Delta T_w<5}$$ならNatural Convectionとあるが, 無論，強制的な流れがあれば強制対流だ.

対流伝熱の分類

Heat Convection flow chart

沸騰の分類いろいろ

沸騰とは，液体中で気泡を伴って蒸発する現象．

流動による分類

• プール沸騰 (pool boiling)

  • 自然対流条件下

• 強制対流沸騰 (forced convention boiling)

  • 強制対流条件下

液温による分類

• 飽和沸騰 (saturated boiling)

  • 液温が飽和温度

• サブクール沸騰 (subcooled boiling)

  • 液温が飽和温度未満

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