في سخان غمد PFA (Perfluoroalkoxy) المستخدم لتسخين محلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 20% عند 85 درجة، كيف تغير خشونة السطح (Ra 0.2 ميكرومتر مقابل . 1.0 ميكرومتر) كثافة النواة الفقاعية والتدفق الحراري الحرج لغليان النواة؟

سخانات غمد PFA في 20٪ حمض الهيدروكلوريك عند 85 درجة تكون في نظام الغليان النووي. يوفر السطح الخشن (Ra 1.0 ميكرومتر) كثافة موقع نواة الفقاعة تبلغ 10000-50000 موقع/سم 2 وقطر خروج الفقاعة من 0.2-0.5 مم وتدفق الحرارة الحرج (CHF) من 150-200 كيلووات/م 2 . سطح أملس (Ra 0.2 ميكرومتر) كثافة موقع النواة 500-2000 موقع/سم 2 قطر مغادرة الفقاعة الأكبر 0.8-1.5 مم انخفاض الفرنك السويسري 80-120 كيلووات/م 2 يزيد السطح الخشن من نقل الحرارة بنسبة 30-50% ويسمح بزيادة كثافة الطاقة قبل حدوث غليان الفيلم.

آلية نواة الفقاعة على خشونة السطح

التجاويف السطحية هي مواقع النواة. يزداد عدد المواقع النشطة مع زيادة الخشونة. يتناقص قطر مغادرة الفقاعة مع كثافة الموقع بسبب دمج الفقاعات وفصلها بسهولة. موازين CHF مع كثافة الموقع حيث أن السطح مبلل لفترة أطول.

نقل الحرارة الكمي و Ra

خشونة السطح Ra (ميكرومتر) كثافة موقع النواة (مواقع/سم²) قطر مغادرة الفقاعة (مم) فرنك سويسري (كيلوواط/م²) معامل انتقال الحرارة (وات/م²·ك) 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
دليل اختيار خشونة السطح

الفرنك السويسري المتوقع (كيلوواط/م2) الموصى به Ra (ميكرومتر) أداء نقل الحرارة المطلوب الموصى به لحمض الهيدروكلوريك المغلي
منخفض (ناعم وسهل التنظيف) 0.2 80-120 لا
متوسط ​​0.5 120-160 نعم
عالي (محسن) 1.0 150-200 نعم
عالية جدًا (احتمالية حدوث تلوث) 2.0 180-220 محدودة
التحديد بثقة

يوصى بخشونة السطح من Ra 0.5-1.0 ميكرومتر لسخان PFA في غليان حمض الهيدروكلوريك عند 85 درجة لتحسين انتقال حرارة الغليان النووي. يتحكم المهندس في كفاءة السخان من خلال معالجة خشونة السطح.