در گرمکن غلاف PFA (پرفلوروآلکوکسی) که برای گرم کردن محلول اسید هیدروکلریک 20 درصد در 85 درجه استفاده می شود، چگونه زبری سطح (0.2 میکرومتر در مقابل{3}} میکرومتر) چگالی هسته حباب و شار حرارتی بحرانی هسته را تغییر می دهد؟

هیترهای غلاف PFA در اسید هیدروکلریک 20 درصد در دمای 85 درجه در رژیم جوش هسته ای هستند. سطح ناهموار (Ra 1.0 میکرومتر) چگالی محل هسته‌زایی حباب بین 10000-50000 محل در سانتی‌متر مربع، قطر خروجی حباب 0.2-0.5 میلی‌متر و شار حرارتی بحرانی (CHF) 150-200 µkW/m Surface. چگالی 500-2000 محل در سانتی متر مربع قطر خروج حباب بزرگ 0.8-1.5 میلی متر CHF پایین 80-120 کیلووات بر متر مربع سطح ناهموار انتقال حرارت را 30-50% افزایش می دهد و امکان افزایش چگالی توان را قبل از جوشش فیلم فراهم می کند.

مکانیسم هسته‌زایی حباب در زبری سطح

حفره های سطحی محل هسته زایی هستند. تعداد سایت‌های فعال با افزایش زبری افزایش می‌یابد. قطر خروج حباب با چگالی سایت به دلیل ادغام و جدا شدن راحت‌تر حباب‌ها کاهش می‌یابد. CHF با تراکم محل مقیاس می شود زیرا سطح برای مدت طولانی تر خیس می شود.

انتقال حرارت کمی و Ra

زبری سطح Ra (µm) چگالی محل هسته‌زایی (محل‌های/cm²) قطر خروج حباب (mm) CHF (kW/m²) ضریب انتقال حرارت (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,{13}},000-20,{13}},000-10,{0}},000-20
راهنمای انتخاب زبری سطح

CHF مورد انتظار (kW/m2) Ra توصیه شده (μm) عملکرد مطلوب انتقال حرارت توصیه شده برای HCl جوشانده
کم (صاف، تمیز کردن آسان) 0.2 80-120 خیر
متوسط ​​0.5 120-160 بله
بالا (بهینه شده) 1.0 150-200 بله
خیلی زیاد (خطر احتمالی) 2.0 180-220 محدود
با اطمینان مشخص کردن

زبری سطح Ra 0.5-1.0 میکرومتر برای یک بخاری PFA در جوشاندن HCl در 85 درجه توصیه می شود تا انتقال حرارت جوش هسته ای را بهبود بخشد. مهندس با دستکاری زبری سطح، کارایی بخاری را کنترل می کند.