U PFA (Perfluoroalkoxy) grijaču omotača koji se koristi za zagrijavanje 20% otopine hlorovodonične kiseline na 85 stepeni, kako hrapavost površine (Ra 0,2 µm vs . 1.0 µm) mijenja gustinu nukleacije mjehurića i kritični fluks topline za jezgro?

PFA grijači omotača u 20% hlorovodoničnoj kiselini na 85 stepeni su u režimu nukleatnog ključanja. Gruba površina (Ra 1,0 mikrom) obezbeđuje gustinu mesta nukleacije mehurića od 10.000-50.000 mesta/cm2, prečnik odlaska mehurića od 0.2-0.5 mm i kritični toplotni tok (CHF) od 150-200 kW/m. Gustina 500-2.000 lokacija/cm 2 Veći prečnik mjehurića 0,8-1,5 mm Donji CHF 80-120 kW/m 2 Gruba površina povećava prijenos topline za 30-50% i omogućava povećanu gustinu snage prije nego što dođe do ključanja filma.

Mehanizam nukleacije mjehurića na hrapavosti površine

Površinske šupljine su lokacije nukleacije. Broj aktivnih mesta raste sa povećanjem hrapavosti. Prečnik izlaza mjehurića opada s gustinom mjesta zbog spajanja i lakšeg odvajanja mjehurića. CHF skale s gustinom lokacije jer je površina vlažna duže vrijeme.

Kvantitativni prijenos topline i Ra

Hrapavost površine Ra (µm) Gustoća mjesta nukleacije (mjesta/cm²) Prečnik odlaska mjehurića (mm) CHF (kW/m²) Koeficijent prijenosa topline (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 12,000-18,000 2.0 50,000-10-20}
Vodič za odabir hrapavosti površine

Očekivani CHF (kW/m2) Preporučeni Ra (µm) Željeni učinak prijenosa topline Preporučeno za kuhani HCl
Niska (glatka, lako se čisti) 0.2 80-120 Ne
Srednje 0.5 120-160 Da
Visoko (optimizirano) 1.0 150-200 Da
Vrlo visoka (moguća greška) 2.0 180-220 Ograničeno
Specificirajte s povjerenjem

Hrapavost površine Ra 0,5-1,0 µm preporučuje se za PFA grijač u kipućoj HCl na 85 stepeni kako bi se poboljšao prijenos topline ključanja jezgri. Inženjer kontroliše efikasnost grijača manipulirajući hrapavosti površine.