Общая картина процесса

Рассмотрим типичную картину кипения достаточно большого объёма жидкости при умеренных тепловых нагрузках. Пусть поверхность нагрева горизонтальна и находится под слоем жидкости. Описываемый случай можно наблюдать, например, при кипении воды в кастрюле на кухонной плите.

В тонком пристенном слое жидкость перегрета (рис. …). На поверхности нагрева (стенке) в центрах парообразования возникают пузырьки. Они быстро растут, отрываются и поднимаются к поверхности жидкости, продолжая расти, а на стенке образуются новые. Около 95% пара образуется во время подъёма и только 5% – на стенке (то есть диаметр пузырьков при подъёме увеличивается примерно в 2,5 раза).

Процесс сопровождается усиленным перемешиванием, что способствует высокому теплообмену (по сравнению, например, со свободно-конвективным теплообменом без кипения при том же температурном напоре и прочих равных условиях).

При анализе процесса и расчётах за температурный напор следовало бы принимать (разность температур стенки и жидкости в основном объёме), но ввиду близости и для упрощения обычно принимают . А в качестве основного расчётного соотношения по-прежнему используют уравнение Ньютона (К1) , хотя в этом случае, как будет показано ниже, коэффициент теплоотдачи очень сильно зависит от (поэтому его применение в этом случае представляется не столь убедительным, как в случае вынужденной конвекции).