Кипением называется процесс образования пара внутри объема жидкости и на твердой поверхности нагрева, при котором паровые пузырьки образуются в отдельных точках поверхности - центрах парообразования. Различают два режима кипения - пузырьковый и пленочный. Пузырьковое кипение - это такое кипение, при котором пар образуется в виде периодически зарождающихся и растущих пузырей. Пленочным кипением называют кипение, при котором на поверхности нагрева образуется сплошная пленка пара, периодически прорывающегося в объем жидкости.
Изменение механизма (закономерностей) теплоотдачи в начале перехода от пузырькового режима кипения к пленочному или от пленочного к пузырьковому в теплотехнике называют кризисом теплоотдачи при кипении, а максимально возможную (при данных условиях) плотность теплового потока при пузырьковом кипении - первой критической плотностью теплового потока qкр1.
По достижении первой критической плотности теплового потока дальнейшее увеличение температурного напора (разности температур стенки и жидкости) вызывает вначале существенное снижение плотности теплового потока до достижения минимально возможной (при данных условиях) плотности теплового потока при пленочном кипении, называемой второй критической плотностью теплового потока qкр2.
На практике стремятся обеспечить режим работы парогенератора, отвечающий условию q< qкр1.
Для расчета коэффициента теплообмена при кипении предложено большое количество эмпирических зависимостей.
При пузырьковом кипении жидкости в большом объеме в условиях свободного движения справедлива зависимость
(10.27)
где Re = 10-5...10 4; Рr = 0,86... 7,6; С, m, n - опытные константы