Kako površinska hrapavost (Ra 0,2 µm proti . 1.0 µm) v grelniku plašča PFA (perfluoroalkoksi), ki se uporablja za segrevanje 20-odstotne raztopine klorovodikove kisline pri 85 stopinjah, spremeni gostoto nukleacije mehurčkov in kritični toplotni tok za jedrno vrenje?
Pustite sporočilo
Grelniki PFA plašča v 20 % klorovodikovi kislini pri 85 stopinjah so v režimu jedrnega vrelišča. Hrapava površina (Ra 1,0 mikrom) zagotavlja gostoto mesta nukleacije mehurčkov 10.000–50.000 mest/cm 2 , premer odhoda mehurčkov 0,2–0,5 mm in kritični toplotni tok (CHF) 150–200 kW/m 2 . Gladka površina (Ra 0,2 µm) mesto nukleacije Gostota 500-2.000 mest/cm 2 Večji premer mehurčka 0,8-1,5 mm Nižji CHF 80-120 kW/m 2 Hrapava površina poveča prenos toplote za 30-50 % in omogoča povečano gostoto moči, preden pride do filmskega vrenja.
Mehanizem nukleacije mehurčkov na hrapavosti površine
Površinske votline so mesta nukleacije. Število aktivnih mest se povečuje z večjo hrapavostjo. Premer izstopa mehurčkov se zmanjšuje z gostoto mesta zaradi združevanja in lažjega ločevanja mehurčkov. CHF lestvice z gostoto mesta, ker je površina dlje časa mokra.
Kvantitativni prenos toplote in Ra
Površinska hrapavost Ra (µm) Gostota mesta nukleacije (mesta/cm²) Premer izstopa mehurčkov (mm) CHF (kW/m²) Koeficient toplotnega prehoda (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 50,000-200,000 0.1-0.3 180-220 15,000-22.000
Vodnik za izbiro hrapavosti površine
Pričakovani CHF (kW/m2) Priporočen Ra (µm) Želena zmogljivost prenosa toplote Priporočeno za kuhano HCl
Nizka (gladka, enostavna za čiščenje) 0.2 80-120 Št
Srednje 0.5 120-160 Da
Visoko (optimizirano) 1.0 150-200 Da
Zelo visoko (možno onesnaženje) 2.0 180-220 Omejeno
Določanje z zaupanjem
Hrapavost površine Ra 0,5–1,0 µm je priporočljiva za grelnik PFA v vreli HCl pri 85 stopinjah, da se izboljša prenos toplote vrelišča v jedrih. Inženir nadzira učinkovitost grelnika z manipulacijo hrapavosti površine.
