PTFE isitgich yuzasida qaynayotgan pufakchalarning yadrolanishi issiqlik uzatishga qanday ta'sir qiladi?

PTFE cho'milish isitgichi ma'lum bir haroratdan yuqori qizdirilganda, u shunchaki atrofdagi suyuqlikni jimgina qizdirmaydi. Buning o'rniga, u kichik bug 'portlashlarining dinamik manzarasiga aylanadi. Kichkina pufakchalar qobiq yuzasida yadro hosil qiladi, tez rivojlanadi, ajralib chiqadi va suyuqlik orqali yuqoriga ko'tariladi, bu jarayonda juda katta miqdordagi issiqlik energiyasini olib tashlaydi. Oddiy suyuqlik konvektsiyasidan yadroli qaynashgacha bo'lgan bu o'zgarish isitgichning termal harakatidagi eng muhim o'zgarishlardan biridir.

Silliq PTFE yuzasi va bug 'pufakchasi hosil bo'lishi o'rtasidagi o'zaro ta'sir yadroli qaynayotgan PTFE isitgich yuzasi issiqlik uzatishni tadqiq qilishda atrofdagi suyuqlikka issiqlik uzatish samaradorligini aniqlaydi.

Nima uchun PTFE qaynatishda boshqacha harakat qiladi
Yassi, past energiyali- sirtning ta'siri
PTFE silliq-yopishmaydigan xususiyatlari va juda past sirt energiyasi bilan mashhur. PTFE ga kimyoviy qarshilik va ifloslanishga chidamliligini ta'minlaydigan bir xil xususiyatlar, shuningdek, uning yuzasida qaynatishning qanday boshlanishiga ta'sir qiladi.

Bug 'pufakchasi faqat bug'ning kichik cho'ntagini barqarorlashtiradigan kichik yadrolanish joyi mavjud bo'lganda kengayishi mumkin. Qo'pol metall yuzalardagi kichik tirnalishlar, chuqurliklar va nuqsonlar tabiiy ravishda yadrolanish joylari bo'lib xizmat qiladi.

PTFE boshqacha harakat qiladi, chunki:

Sirt silliqroq bo'ladi.

Sirt energiyasi past

Suyuqliklarning yopishqoqligi yomonroq

Barqaror qabariq yaratishga birinchi qarshilik

Shunday qilib, qaynatish, odatda, boshlash uchun yuqori darajada o'ta qizib ketishni talab qiladi.

Superheat nima?
Superheat - bu isitgichning sirt harorati va suyuqlikning qaynash nuqtasi o'rtasidagi farq. PTFE pufakchalarning yadrolanishiga qarshilik ko'rsatganligi sababli, bug 'pufakchalari to'g'ri rivojlanishi uchun qobiq yuzasi ekvivalent metall yuzadan issiqroq bo'lishi kerak.

Bu qaynatishning boshlanishida kichik kechikishni keltirib chiqaradi.

PTFE dastlab qaynab turadi, lekin u boshlanganda, u g'alati bir oz g'azab bilan qaynaydi.

Konvektsiyadan yadroli qaynashga o'tish
Tabiiy konveksiya orqali isitish
Yadro qaynash boshlanishidan oldin issiqlikni tashishda tabiiy konvektsiya ustunlik qiladi. Ushbu rejimda:

Issiq suyuqlik g'ilofga qarab ko'tariladi

U sovuq suyuqlik bilan almashtiriladi

Issiqlik uzatish hali ham o'rtacha

Suyuqlik oqimi ancha yumshoq va cheklangan.

Yadroli qaynatishning boshlanishi
O'ta qizib ketish chegarasidan oshib ketgandan so'ng, pufakcha yadrolari to'satdan paydo bo'lishi mumkin. PTFE niqobi ostidagi faol yadrolanish joylari bug 'pufakchalarini hosil qila boshlaydi.

Ushbu bosqichda:

Pufak hosil bo'lish tezligining oshishi

Suyuqliklarni aralashtirishni yaxshilash

Yuzaki turbulentlik kuchayadi

Issiqlik uzatishni tez yaxshilash

Bu suyuq isitish tizimlarida mumkin bo'lgan eng samarali issiqlik uzatish usullaridan biri bo'lgan yadroli qaynatishning boshlanishi.

Nima uchun yadrolarning qaynashi issiqlik uzatishni kuchaytiradi
Pufak harakati issiqlik tashish mexanizmi sifatida
Yadroli qaynashda pufakchalar bir vaqtning o'zida bir nechta muhim termal rollarni bajaradi.

Pufakchalar paydo bo'lishi va yorilishi bilan:

Bug'lanishning yashirin issiqligi issiqlikni yutadi

Yangi, sovuqroq suyuqlik yuzaga chiqadi

Chegara qatlamlari buziladi

Mahalliy bezovtalik keskin ko'tariladi

Suyuqlikning kuchli qo'zg'atilishi issiqlik uzatish koeffitsientini sezilarli darajada oshiradi.

Issiqlik energiyasini yadroli qaynatish orqali oddiy konveksiyaga qaraganda ancha samarali tarzda isitgich yuzasidan olib tashlash mumkin.

Kichkina, tez{0}}(davomi)
PTFE ning silliq yuzasi bir nechta katta ulangan pufakchalarni emas, balki ko'plab kichik pufakchalarni ishlab chiqarishni rag'batlantiradi. Kam sirt energiyasi pufakchalar chegara o'lchamidan kattaroq bo'lganda tezda chiqib ketishiga yordam beradi.

Tez pufakchadan chiqish turli afzalliklarga ega:

Bug 'bilan qoplamalar kamayadi

Kengaytirilgan suyuqlik almashtirish

Ko'proq kuchli yadrolanish davrlari.

Yaxshilangan sirtni tozalash

Harakatlanuvchi suyuqlik va sirtdan chiqadigan bug 'pufakchalari g'ilof yuzasini doimiy ravishda yuvib turadi va shu bilan issiqlik almashinuvining samaradorligini oshiradi.

Vatt zichligi ahamiyati
Qaynatish rejimi Isitgichning quvvatini moslashtirish
Vatt zichligi oqilona tanlanishi kerak, shunda PTFE cho'milish isitgichi yadroli qaynatish rejimida xavfsiz ishlaydi.

Muhim elementlar quyidagilardir:

Suyuqlikning xossalari

Suyuqlikning qaynash harorati

Suyuqliklarning yopishqoqligi

Tankning qo'zg'alish darajasi

Oqim tezligi

Isitgichni moslashtirish

Vatt zichligi etarlicha yuqori bo'lmasa, qaynatish to'liq rivojlanmasligi mumkin, bu termal ishlashni cheklaydi. Vatt zichligi juda yuqori bo'lsa, qaynatish jarayoni beqaror va xavfli bo'lishi mumkin.

suyuqlikning qo'zg'alishi va harakati
Mexanik qo'zg'alish yoki majburiy aylanish, bu yadrolarning qaynashiga katta ta'sir qiladi:

Bug 'pufakchalarini tezroq olib tashlash

Yaxshilangan suyuqlikni to'ldirish

Kritik issiqlik oqimini kuchaytirish

Issiqlik uzatishni barqarorlashtirish

Yaxshi ajitatsiya qilingan tizimlar tez-tez turg'un suyuqliklarga qaraganda katta vatt zichligini xavfsiz ushlab turishga qodir.

Filmning qaynashi va kritik issiqlik oqimi
Xavfsiz yadroviy qaynatish chegarasi
Yadroning qaynashi faqat xavfsiz ishlash cheklovlari doirasida juda istaydi. Bu yuqori chegara kritik issiqlik oqimi (CHF) deb ataladi.

Fr da. keyin:

Pufakchalarning shakllanishi juda zich bo'ladi

Bug 'adyollari rivojlana boshlaydi

Qopqoq uchun suyuqlik mavjudligining pasayishi

Ushbu chegaradan yuqori qaynatish rejimi sifat jihatidan farq qiladi.

Film qaynoq o'tish
Kritik issiqlik oqimidan yuqori, isitgich yuzasi atrofida doimiy izolyatsion bug 'qatlami hosil bo'lishi mumkin. Bu plyonkaning qaynashi deb ataladi.

Filmning qaynashi muammoli, chunki bug 'suyuqlik bilan solishtirganda nisbatan zaif issiqlik o'tkazuvchi vositadir. Keyin isitgich sirtining harorati ko'tarilishi mumkin.

Buning oqibatlari quyidagicha bo'lishi mumkin:

PTFE ning haddan tashqari qizishi

Qopqoqning shikastlanishi

Issiqlik degradatsiyasi

Isitgich, ishlamayapti

Qisqaroq xizmat muddati

Shuning uchun PTFE isitgichlarini loyihalashda CHF ostida xavfsiz ishlash juda muhimdir.

Nima uchun PTFE samarali qaynatishni qo'llab-quvvatlaydi
Termal ishlashga qarshi
PTFE o'zining izolyatsiyasi va kimyoviy inertligi bilan mashhur bo'lishi mumkin, ammo yadroli qaynatish paytida uning sirt harakati qaynash boshlanganidan keyin issiqlik uzatishni ta'minlashda juda samarali bo'lishi mumkin.

Quyidagilarning aralashmasi:

Tez pufakchani chiqarish

Og'ir suyuqliklarni aralashtirish

Uzluksiz yadrolanish 

Samarali yashirin issiqlik ekstraktsiyasi

juda faol termal interfeys yaratadi.

Boshqariladigan qaynashga ega ko'plab kimyoviy isitish ilovalari uchun, shuning uchun to'g'ri qurilgan PTFE suv isitgichlari juda samarali.

Dizayndagi amaliy mulohazalar
Isitgichning o'lchamlari
Xavfsiz ishlash quyidagilarning aniq muvofiqligiga bog'liq:

Vatt zichlikdagi isitgich

Suyuqlik kimyolari

Ishlash harorati

Tank dizayni

Oqim shakllari

Isitgichning haddan tashqari-oʻlchamlari plyonka qaynashi va mahalliy qizib ketish xavfini oshiradi.

Sirtlarning holati
PTFE tabiatan ifloslanishga chidamli. Biroq, haddan tashqari cho'kindi yoki loyning to'planishi-ko'pik dinamikasiga ta'sir qilishi va issiqlik uzatish samaradorligini cheklashi mumkin.

Muntazam tekshiruvlar yadrolarning barqaror qaynashini ta'minlaydi.

Tizimni boshqarish barqarorligi
To'g'ri haroratni nazorat qilish keraksiz issiqlik aylanishining oldini oladi va qaynash rejimini buzishi mumkin bo'lgan issiqlik oqimining keskin ko'tarilishini oldini oladi.

Xulosa va xulosa
PTFE isitgich yuzasida qaynash ikki tomonlama termal effektdir. Silliq, past energiyali qobiq dastlab pufak hosil bo'lishiga to'sqinlik qiladi va yadro hosil bo'lishidan oldin ko'proq qizib ketishni talab qiladi. Ammo bu to'siq buzib tashlangandan so'ng, yadrolarning qaynashi juda kuchli va hayratlanarli darajada samarali bo'lib, suyuqlikka issiqlik energiyasi oqimini sezilarli darajada oshiradi.

PTFE isitgich sirtidan yadroli qaynoq issiqlik o'tkazishdagi asosiy muhandislik muammosi boshqariladigan yadro qaynashini va zararli plyonka qaynashini muvozanatlashdir. Vatt zichligi, suyuqlik aralashtirish va issiqlik nazorati to'g'ri tanlangan bo'lsa, qaynatish jarayoni yuqori samarali yadro rejimida xavfsiz tarzda qoladi.

PTFE qobig'i bo'ylab pufakchalarning murakkab harakati, natijada, isitgichning xavfsiz va ishonchli ishlashini saqlab, issiqlik quvvati qanchalik agressiv surilishi mumkinligini belgilaydi.