Flux de chaleur minimal – extinction – départ de l’ébullition du film
Le point Leidenfrost , qui correspond au flux de chaleur minimal , présente un intérêt pratique dans la mesure où il représente la limite inférieure du flux de chaleur dans le régime d’ébullition du film. Si le flux de chaleur tombe en dessous de ce minimum, le film s’effondrera, ce qui provoquera un refroidissement de la surface et le rétablissement de l’ébullition. Par conséquent, à ce stade, il se produit un retour à une ébullition nucléée (RNB). Les termes trempe, flux de chaleur minimal, retour à l’ébullition nucléée, sortie du film en ébullition, effondrement du film en ébullition et point de Leidenfrost ont été utilisés indifféremment pour désigner diverses formes de réhumidification, mais ils ne sont pas exactement synonymes.
En utilisant la théorie de la stabilité, Zuber a déduit l’expression suivante du flux de chaleur minimal (et du point de Leidenfrost correspondant ) pour une grande plaque horizontale:
où
- q min – flux de chaleur minimal [W / m 2 ]
- h fg – enthalpie de vaporisation, J / kg
- g – accélération gravitationnelle m / s 2
- ρ l – masse volumique du liquide kg / m 3
- ρ v – masse volumique de vapeur kg / m 3
- σ – interface tension de surface-liquide-vapeur N / m
Effet Leidenfrost
L’ effet Leidenfrost est un phénomène physique dans lequel un liquide, au contact proche d’une masse significativement plus chaude (par exemple une goutte d’eau dans une casserole chaude) que le point d’ébullition du liquide, produit une couche de vapeur isolante empêchant ce liquide de bouillir rapidement. Le fait qu’une goutte d’eau dure longtemps lorsqu’elle est déposée sur un métal beaucoup plus chaud que la température d’ébullition de l’eau a été signalé pour la première fois par Hermann Boerhaave en 1732. Elle n’a été étudiée en profondeur qu’en 1756 lorsqu’un médecin allemand Johann Gottlob Leidenfrost a publié ” A Traitez de certaines qualités de l’eau courante. ”
Cet effet peut être couramment démontré pendant la cuisson lorsque l’on asperge des gouttes d’eau dans une casserole pour mesurer sa température: si la température de la casserole est au niveau ou au-dessus du point de dégivrage de Leiden, l’eau skitte à travers la casserole et prend plus de temps à s’évaporer que dans une casserole en dessous de la température du point Leidenfrost (mais toujours au-dessus de la température d’ébullition). Le point Leidenfrost, qui correspond au flux de chaleur minimal, présente un intérêt pratique car il représente la limite inférieure du flux de chaleur dans le régime d’ébullition du film. Si le flux de chaleur tombe en dessous de ce minimum, le film s’effondrera, provoquant le refroidissement de la surface et le rétablissement de l’ébullition nucléée. L’effet Leidenfrost est également responsable de la capacité de l’azote liquide à skitter à travers les planchers.
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