沸腾换热是我们所讨论过的换热现象中影响因素最多、最复杂的换热过程,实验关联式与实验点之间的离散度、不同实验关联式之间的偏差也相当大。
1、不凝结气体
与膜状凝结不同,溶解于液体中的不凝结气体会使沸腾换热得到某种强化。这是因为,随着工作液体温度的升高,不凝结气体会从液体中逸出,使壁面附近的微小凹坑得以活化,成为汽泡的胚芽,从而使沸腾曲线向着减小的方向移动,即在相同的下产生更高的热流密度,强化了换热。
但对处于稳定运行下的沸腾换热设备来说,除非不断地向工作液体注入不凝结气体,否则它们一经逸出,也就起不到强化作用了。
2、过冷度
如果在大容器沸腾中流体主要部分的温度低于相应压力下的饱和温度,则这种沸腾称为过冷沸腾。对于大容器沸腾,除了在核态沸腾起始点附近区域外,过冷度对沸腾换热的强度并无影响。在核态沸腾起始段,过冷会使该区域的换热有所增强。
3、液位高度
在大容器沸腾中,当传热表面上的液位足够高时,沸腾换热表面传热系数与液位高度无关但当液位降低到一定值时,沸腾换热的表面传热系数会明显地随液位的降低而升一高。这一特定的液位值称为临界液位。
4、重力加速度
随着航空航天技术的发展,超重力及微重力情况下的传热规律的研究近几十年中得到很大的发展。关于重力场对拂腾换热的影响,
现有的研究成果表明,在很大
的变化范围内重力加速度几乎对核态沸腾的换热规律没有影响。但重力加速度对液体自然对流则有显著的影响(自然对流随加速度的增加而强化)。
5、对流沸腾表面的结构
沸腾表面上的微笑凹坑最容易产生汽化核心,因此,凹坑多,汽化核心多,换热就会得到强化。近几十年来的强化沸腾换热的研究主要是增加表面凹坑。
目前有两种常用的手段:
(1)用烧结、钎焊、火焰喷涂、电离沉积等物理与化学手段在换热表面上形成多孔结构。
(2)机械加工方法。