
【化】 critical boiling
critical
【醫】 crisis
boil; bubble; seethe
【化】 boiling; bubbling
【醫】 boiling; ebullience; ebullition
臨界沸騰(Critical Boiling),在工程熱力學和傳熱學領域特指沸騰臨界點(Critical Heat Flux, CHF)現象,指液體在受熱表面沸騰時,熱流密度達到某一臨界值後發生的傳熱機理突變狀态。此時沸騰過程從高效核态沸騰(Nucleate Boiling)突然轉變為隔熱性極強的膜态沸騰(Film Boiling),導緻傳熱系數急劇下降、壁面溫度驟升,可能引發設備過熱損壞。其核心特征和機制如下:
術語對照
來源:美國機械工程師協會(ASME)《傳熱學術語标準》
物理機制
當加熱表面熱流密度($q$)超過臨界值($q_{text{CHF}}$)時,氣泡生成速率超過脫離頻率,在表面形成連續蒸汽膜。蒸汽膜導熱性遠低于液體,阻礙熱量傳遞,導緻壁溫飛升(例如水在常壓下CHF點附近壁溫可從120°C飙升至1000°C以上)。
來源:經典教材《Heat Transfer》(J.P. Holman, McGraw-Hill)
來源:國際原子能機構(IAEA)《核反應堆熱工水力設計安全準則》
Holman, J.P. Heat Transfer. 10th ed., McGraw-Hill, 2010, pp. 532–535.(出版社官方摘要)
IAEA Safety Report: "Thermal-Hydraulic Behaviour of Advanced Reactors" (2018)
注:因部分原始文獻鍊接需權限訪問,建議通過學術數據庫(如ASME Digital Library、IAEA Publications)檢索完整内容。工業設計需嚴格參照特定系統的CHF實驗數據或認證模型(如Katto-Chung關系式)。
“臨界沸騰”是熱力學中的一個專業術語,指液體在臨界點(臨界溫度和臨界壓力)時發生的特殊相變現象。以下是具體解釋:
臨界沸騰發生在液體的臨界溫度和臨界壓力條件下。此時,液态與氣态的物理性質(如密度、表面張力)趨于一緻,兩者界限完全消失,形成均一的“超臨界流體”狀态。此時液體無法通過常規沸騰方式汽化,而是直接進入超臨界态。
“臨界沸騰”是物質在臨界點時的特殊狀态,與常規沸騰有本質區别。其研究對理解極端條件下的物質行為及工業應用具有重要意義。如需更深入的物理解析,可參考熱力學或流體力學相關文獻。
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