В нагревателе с оболочкой из PFA (перфторалкокси), используемом для нагрева 20% раствора соляной кислоты до 85 градусов, как шероховатость поверхности (Ra 0,2 мкм против . 1.0 мкм) меняет плотность зарождения пузырьков и критический тепловой поток для пузырькового кипения?
Оставить сообщение
Нагреватели оболочки из ПФА в 20%-ной соляной кислоте при температуре 85 градусов находятся в режиме пузырькового кипения. Шероховатая поверхность (Ra 1,0 мкм) обеспечивает плотность центров зарождения пузырьков 10 000-50 000 узлов/см 2 , диаметр выхода пузырьков 0,2-0,5 мм и критический тепловой поток (CHF) 150-200 кВт/м. 2 . Поверхность гладкая (Ra 0,2 мкм) Плотность центров зародышеобразования 500-2000 узлов/см. 2 Больший диаметр выхода пузырьков 0,8–1,5 мм Меньше CHF 80–120 кВт/м 2 Шероховатая поверхность увеличивает перенос тепла на 30–50 % и позволяет увеличить удельную мощность до возникновения пленочного кипения.
Механизм зарождения пузырьков на шероховатости поверхности
Поверхностные полости являются местами зарождения. Число активных центров увеличивается с увеличением шероховатости. Диаметр выхода пузырьков уменьшается с увеличением плотности узлов за счет слияния и более легкого отделения пузырьков. CHF масштабируется в зависимости от плотности поверхности, поскольку поверхность смачивается в течение более длительного времени.
Количественная теплопередача и Ra
Шероховатость поверхности Ra (мкм) Плотность мест зародышеобразования (площадок/см²) Диаметр выхода пузырьков (мм) CHF (кВт/м²) Коэффициент теплопередачи (Вт/м²·К) 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 50,000-200,000 0.1-0.3 180-220 15,000-22,000
Руководство по выбору шероховатости поверхности
Ожидаемый CHF (кВт/м2) Рекомендуемый Ra (мкм) Желаемая эффективность теплопередачиРекомендуется для кипяченой HCl
Низкий (гладкий, легко чистится) 0.2 80-120 Нет
Средний 0.5 120-160 Да
Высокий (оптимизированный) 1.0 150-200 Да
Очень высокий (возможно загрязнение) 2.0 180-220 Ограничено
Указываем с уверенностью
Для нагревателя из PFA при кипении HCl при температуре 85 градусов рекомендуется шероховатость поверхности Ra 0,5-1,0 мкм для улучшения теплопередачи при пузырьковом кипении. Инженер контролирует эффективность нагревателя, регулируя шероховатость поверхности.
