Hvordan ændrer overfladeruheden (Ra 0,2 µm vs . 1.0 µm) boblekernedannelsesdensiteten og den kritiske varmeflux for kernedannelse i en PFA (perfluoralkoxy) kappevarmer, der bruges til at opvarme en 20 % saltsyreopløsning ved 85 grader?
Læg en besked
PFA kappevarmere i 20% saltsyre ved 85 grader er i nukleatkogningsregimet. Den ru overflade (Ra 1,0 mikrom) giver en boblekernedannelsesstedtæthed på 10.000-50.000 steder/cm2, en bobleafgangsdiameter på 0,2-0,5 mm og en kritisk varmeflux (CHF) på 150-200 kW/m 2 . Ra Den Surface Site Smooth ({10}µm Surface Smooth) Nucleation Sitesmooth. 500-2.000 steder/cm 2 Større bobleafgang Diameter 0,8-1,5 mm Nedre CHF 80-120 kW/m 2 Den ru overflade øger varmetransporten med 30-50% og giver mulighed for øget effekttæthed, før filmkogning sker.
Boblekernedannelsesmekanisme på overfladeruhed
Overfladehulrum er steder for kernedannelse. Antallet af aktive steder stiger med stigende ruhed. Bobleafgangsdiameteren falder med stedets tæthed på grund af sammensmeltning og lettere frigørelse af bobler. CHF skalerer med stedets tæthed, da overfladen er fugtet i længere tid.
Kvantitativ varmeoverførsel og Ra
Overfladeruhed Ra (µm) Nukleation Site Densitet (sites/cm²) Boble Departure Diameter (mm) CHF (kW/m²) Heat Transfer Coefficient (W/m²·K) 0.1 100-500 1.0-2.0 50-80 3,000-5,000 0.2 500-2,000 0.8-1.5 80-120 5,000-8,000 0.5 2,000-10,000 0.5-1.0 120-160 8,000-12,000 1.0 10,000-50,000 0.2-0.5 150-200 12,000-18,000 2.0 50,000-50,{000-50,{000-20}
Vejledning til valg af overfladeruhed
Forventet CHF (kW/m2) Anbefalet Ra (µm) Ønsket varmeoverførselsydelse Anbefalet for kogt HCl
Lav (glat, nem at rengøre) 0.2 80-120 Nej
Medium 0.5 120-160 Ja
Høj (optimeret) 1.0 150-200 Ja
Meget høj (mulig begroning) 2.0 180-220 Begrænset
Specificerer med tillid
En overfladeruhed på Ra 0,5-1,0 µm anbefales til en PFA-varmer i kogende HCl ved 85 grader for at forbedre den nukleære kogende varmetransmission. Ingeniøren styrer varmerens effektivitet ved at manipulere overfladens ruhed.
