Cтраница 2
Однако следует иметь в виду и различие в механизме формирования пузырей при барюотаже и при кипении. В первом случае пузырь растет на отверстии вследствие поступления газа через последнее и, далее, оторвавшись от стенки, не меняет своей массы, если только не происходит его слияния с другими всплывающими пузырями. При этом, после нарушения устойчивости пузырьковой структуры граничного двухфазного слоя, возникает большой газовый колокол, который и является аналогом паровой пленки. При кипении же пузыри растут за счет испарения жидкости по всей их поверхности, их рост может продолжаться и после отрыва от поверхности нагрева. Точно так же после возникновения сплошной паровой пленки пар к ней подводится за счет испарения жидкости с ее внешней поверхности, в то время как в газовый колокол при барботаже газ поступает изнутри со стороны пористой стенки. [16]
Над газораспределительной решеткой имеется зона слоя, характер структуры и высота которой определяются конструкцией газораспределительного устройства. Над зоной действия газораспределительной решетки располагается зона зарождения пузырей. От места зарождения пузыри двигаются вверх по слою. Часть из них сливается с другими, некоторые исчезают. По мере прохождения по слою пузыри растут, а число их уменьшается. [17]
Из теории ясны те требования, которые необходимы для образования пузырей пара внутри жидкости при различных степенях перегрева, но практическая реализация таких условий требует необычных способов кипячения воды. Требования состоят в том, чтобы жидкость нагревать медленно и равномерно по всему объему, не допуская того, чтобы в жидкости у стенок сосуда возникал очень большой перепад температуры. Кроме того, поверхность стенок сосуда должна быть чистой и без царапин или впадин. В случае возникновения очень больших градиентов температуры все пузыри образуются либо в очень тонком пограничном слое, примыкающем к стенкам, либо фактически на твердых поверхностях сосуда. Таким образом, в случае нагревания сосуда с водой бунзеновской горелкой большая часть пузырей образуется на дне сосуда, быстро поднимается через тепловой слой и перемешивается с основной массой жидкости. Таким путем создаются условия, близко воспроизводящие условия динамического равновесия многих больших пузырей внутри жидкости. И действительно, когда пузыри растут, они поднимаются в более холодные области жидкости, находящиеся над тепловым пограничным слоем, и скорость их роста уменьшается до такого значения, при котором пузыри можно считать находящимися в динамическом равновесии с жидкостью. Так как эти пузыри очень велики, силы поверхностного натяжения пренебрежимо малы, следовательно, давление пара внутри пузыря очень близко к внешнему давлению в жидкости, которое для воды, нагреваемой в сосуде в лабораторных условиях, равно атмосферному давлению. [18]