Leidenfrost-Effekt
Der Leidenfrost-Effekt ist ein physikalisches Phänomen, bei dem eine Flüssigkeit, die in engem Kontakt mit einer Masse steht, die wesentlich heißer ist (z. B. ein Wassertropfen in einer heißen Pfanne) als der Siedepunkt der Flüssigkeit, eine isolierende Dampfschicht erzeugt, die verhindert, dass diese Flüssigkeit schnell siedet. Die Tatsache, dass ein Wassertropfen eine lange Lebensdauer hat, wenn er auf Metall abgelagert wird, das viel heißer als die Siedetemperatur von Wasser ist, wurde erstmals von Hermann Boerhaave im Jahr 1732 berichtet. Erst 1756, als ein deutscher Arzt Johann Gottlob Leidenfrost A veröffentlichte, wurde eine umfassende Untersuchung durchgeführt Traktat über einige Eigenschaften des gemeinsamen Wassers. ”
Dieser Effekt lässt sich häufig während des siedens nachweisen, wenn man Wassertropfen in eine Pfanne streut, um deren Temperatur zu messen: Wenn die Temperatur der Pfanne über oder unter dem Leidenfrostpunkt liegt , läuft das Wasser über die Pfanne und es dauert länger, bis es verdunstet als in einer Pfanne unterhalb der Temperatur des Leidenfrostpunktes (aber immer noch oberhalb der Siedetemperatur). Der Leidenfrostpunkt, der dem minimalen Wärmestrom entspricht, ist von praktischem Interesse, da er die Untergrenze für den Wärmestrom im Filmsiedebereich darstellt. Wenn der Wärmefluss unter dieses Minimum fällt, bricht der Film zusammen, wodurch die Oberfläche abkühlt und das Siedeverhalten wiederhergestellt wird. Der Leidenfrost-Effekt ist auch für die Fähigkeit von flüssigem Stickstoff verantwortlich, über Fußböden zu schleudern.
Minimaler Wärmestrom – Leidenfrostpunkt
Der Leidenfrostpunkt , der dem minimalen Wärmestrom entspricht , ist von praktischem Interesse, da er die Untergrenze für den Wärmestrom im Filmsiedebereich darstellt. Wenn der Wärmefluss unter dieses Minimum fällt, bricht der Film zusammen, wodurch die Oberfläche abkühlt und das Siedeverhalten wiederhergestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt daher eine Rückkehr zum Kernsieden (RNB). Die Begriffe Abschrecken, minimaler Wärmefluss, Rückkehr zum Blasensieden, Abweichen vom Filmsieden, Zusammenbrechen des Filmsiedens und Leidenfrostpunkt wurden austauschbar verwendet, um sich auf verschiedene Formen der Wiederbenetzung zu beziehen, aber sie sind nicht genau synonym.
Unter Verwendung der Stabilitätstheorie leitete Zuber den folgenden Ausdruck für den minimalen Wärmefluss (und den entsprechenden Leidenfrostpunkt ) für eine große horizontale Platte ab:
wo
- q min – minimaler Wärmefluss [W / m 2 ]
- h fg – Verdampfungsenthalpie, J / kg
- g – Gravitationsbeschleunigung m / s 2
- ρ l – Dichte der Flüssigkeit kg / m 3
- ρ v – Dampfdichte kg / m 3
- σ – Grenzfläche zwischen Oberflächenspannung, Flüssigkeit und Dampf N / m
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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.
