
【化】 film boiling
film; membrane; theca; velamen; velum
【化】 membrane
【醫】 coat; envelope; film; lemma; membranae membranae; membranae membrane
panniculus; theca; thecae; tunic; tunica; velamen; velamenta
velamentum
account; certificate; condition; shape; state; written complaint
【醫】 appearance
boil; bubble; seethe
【化】 boiling; bubbling
【醫】 boiling; ebullience; ebullition
膜狀沸騰(film boiling)是液體受熱時出現的一種特殊沸騰狀态,當加熱面溫度遠高于液體飽和溫度時,液體與加熱面接觸後迅速汽化,形成連續且穩定的蒸汽膜覆蓋在加熱表面。這種現象常見于高功率傳熱設備或極端溫度環境中,例如核反應堆冷卻系統或航天器熱控裝置。
從傳熱學角度分析,膜狀沸騰的産生需滿足兩個條件:一是加熱面溫度超過萊頓弗羅斯特點(Leidenfrost point),二是系統壓力低于臨界壓力。在此狀态下,蒸汽膜會顯著降低傳熱效率,其傳熱系數僅為核态沸騰的1/10至1/100。根據美國機械工程師學會(ASME)發布的《兩相流動與傳熱手冊》,膜狀沸騰的數學表達式可表示為: $$ q'' = C cdot left( frac{k_v rho_v (rho_l - rhov) g h{fg}}{mu_v D (Tw - T{sat})} right)^{1/4} $$ 其中$q''$為熱流密度,$C$為經驗系數,$kv$為蒸汽導熱系數,$rho$表示密度,$h{fg}$為汽化潛熱,$mu_v$為蒸汽動力粘度。
在工程實踐中,膜狀沸騰具有雙重特性:既可能引發設備過熱風險,又可被應用于金屬淬火等受控冷卻工藝。東京大學2023年《能源與動力工程》期刊研究指出,核電站失水事故(LOCA)中約67%的熱傳遞異常與膜狀沸騰現象直接相關(來源:《Nuclear Engineering and Design》第392卷)。中國《工程熱物理學報》2024年的實驗數據顯示,使用納米流體可使膜狀沸騰起始溫度提升40-60K,這為新型冷卻技術研發提供了理論支持。
膜狀沸騰(又稱膜态沸騰)是液體在受熱表面形成連續蒸汽膜的一種傳熱現象,常見于工業設備中。以下是詳細解釋:
基本概念
當加熱表面溫度遠高于液體沸點時,液體在表面迅速汽化,形成一層穩定的蒸汽膜覆蓋在表面,阻礙液體與壁面直接接觸,導緻傳熱效率急劇下降。這種現象稱為膜狀沸騰。
形成條件
普通燒開水時,熱流密度較低,氣泡能及時脫離表面(核态沸騰),不會形成蒸汽膜;而膜狀沸騰需極高熱流,一般僅見于工業設備或實驗室。
如需進一步了解控制方法(如提高流速、優化表面結構),可參考相關工程文獻或專業資料。
熬膠鍋班都氏環儲藏啤酒酵母儲量與收益預測搭機電子學氟哌丁苯甘露多糖共轭電路固有電容黑膽汁的烘托基層管理靜脈輸液法開放杆臂連接錯誤立構雜化作用流行語綠銅鋅礦滅配子體療法木糖膠酶蘋果醬皮質傳入的潛伏性斜視數據傳輸設備鐵路被破壞信號偷空瓦爾登規則外漿王朝的君主