Subcooled flow boiling at high heat flux

• Published in: International journal of heat and mass transfer 1985-01, Vol.28 (10), p.1907-1920
• Main Authors: Del Valle, Victor H., Kenning, D.B.R.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0017-9310; 1879-2189
• DOI: 10.1016/0017-9310(85)90213-3

In an experimental investigation of subcooled flow nucleate boiling of water at atmospheric pressure on stainless steel it was found that the heat transfer coefficient increased with increasing subcooling and also with increasing wall thickness over the range 0.08–0.20 mm. Bubble size, frequency and the distribution of nucleation sites were measured at 1.7 m s −1 inlet velocity, 84 K subcooling, 0.08-mm wall thickness and heat fluxes 70–95% of the critical flux. The observations were consistent with a model for heat transfer primarily by surface quenching at the bubble frequency, supplemented by single-phase convection and a small contribution from microlayer evaporation. Although the total population of nucleation sites increased with increasing wall superheat, the startup of new sites deactivated many of the sites active at lower superheat. Dans une recherche expérimentale de l'ébullition nucléée d'un écoulement sous-refroidi d'eau à la pression atmosphérique sur l'acier inoxydable, il est trouvé que le coefficient de transfert thermique croît avec l'augmentation du sous-refroidissement et aussi avec l'accroissement de l'épaisseur de la paroi dans le domaine 0,08–0,20 mm. La taille de bulle, la fréquence et la distribution des sites de nucléation sont mesurées à une vitesse d'entrée 1,7ms −1,à 84 K de sous-refroidissement, pour une épaisseur de paroi de 0,08 mm et des flux thermiques à 70–95% du flux critique. Les observations s'accordent avec un modèle de transfert thermique principalement dû à une trempe de la surface à la fréquence des bulles et augmenté par une convection monophasique et par une petite contribution de l'évaporation de micro-couche. Bien que la population totale de sites de nucléation augmente avec la surchauffe de la paroi, le démarrage de nouveaux sites désactive beaucoup de sites actifs à de plus faibles surchauffes. Bei experimentellen Untersuchungen des unterkühlten Strömungssiedens von Wasser bei Atmosphärendruck an rostfreiem Stahl wurde festgestellt, daβ der Wärmeübergangskoeffizient mit gröβer werdender Unterkühlung zunimmt und ebenso mit steigender Wandstärke im Bereich von 0,08 bis 0,20 mm. Gemessen wurden Blasengröβe, Frequenz und Verteilung der Siedekeime bei einer Eintrittsgeschwindigkeit von 1,7 m s −1, einer Unterkühlung von 84 K, einer Wandstärke von 0,08 mm und bei Wärmestromdichten, die 70 bis 95% der kritischen Wärmestromdichte betragen. Die Beobachtungen stimmten mit einem Wärmeübertragungsmodell überein, welches