Investigation on the minimum film boiling temperature on metallic and ceramic heaters
Description
The minimum film boiling temperature on ceramic and metallic heaters has been experimentally studied. The knowledge of this temperature boundary is important in safety considerations on all liquid cooled nuclear reactors. The experiments have been carried out by quenching a hot metal cylinder with and without ceramic coating of aluminium in water. Results show that the minimum film boiling temperature Tsub(min) increases with water subcooling and is dependend upon the thermophysical properties of the heating surface. The roughness of the heater does not affect Tsub(min). At low subcoolings the vapour film is more stable and seems to break down when the specific heatflux upon liquid solid contact is lower than a threshold value above which film boiling can be reestablished. At higher subcoolings instead the vapour film is thinner and more stable. In this case the surface temperature decreases beyond the value by which the specific heatflux upon liquid solid contact would be lower than the threshold value. As soon as the vapour film becomes unstable, it collapses. (orig.)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
Die minimale Filmsiedetemperatur auf keramischen und metallischen Heizern wurde experimentell untersucht, da die Kenntnis dieser Grenztemperatur fuer Sicherheitsueberlgegungen in allen fluessigkeitsgekuehlten nuklearen Reaktoren wichtig ist. Das Experiment besteht darin, heisse Metallzylinder mit und ohne Keramikbeschichtung in Wasser abzukuehlen. Die Ergebnisse zeigen, dass die minimale Filmsiedetemperatur Tsub(min) mit der Wasserunterkuehlung zunimmt und von den thermophysikalischen Heizereigenschaften abhaengt. Die Rauhigkeit des Heizers dagegen beeinflusst Tsub(min) nicht. Bei kleiner Wasserunterkuehlung ist der Dampffilm instabiler (Helmholtz-Instabilitaeten), und der Dampffilm scheint dann zusammenzubrechen, wenn der spezifische Waermefluss beim Kontakt der Fluessigkeit mit der Wand kleiner als ein Grenzwert ist. Bei grosser Unterkuehlung dagegen ist der Dampffilm stabiler und duenner. Die Oberflaechentemperatur scheint in diesem Fall unter den Grenzwert zu fallen, und die erste Instabilitaet verursacht den Kollaps des Films. (orig.)
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Additional titles
- Original title (German)
- Untersuchung der minimalen Filmsiedetemperatur auf keramischen und metallischen Heizern
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 98 p.
- Report number
- KFK--2970
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 11562456
- Subject category
- S42: ENGINEERING;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- CERAMICS; COMPARATIVE EVALUATIONS; FILM BOILING; HEAT FLUX; HEAT TRANSFER; HEATERS; HELMHOLTZ INSTABILITY; METALS; NUCLEATE BOILING; POOL BOILING; ROUGHNESS; SHOCK WAVES; SUBCOOLING; T CODES; TEMPERATURE DEPENDENCE; ULTRAHIGH-SPEED PHOTOGRAPHY; WAVE PROPAGATION
- Descriptors DEC
- BOILING; COMPUTER CODES; COOLING; ELEMENTS; ENERGY TRANSFER; INSTABILITY; PHASE TRANSFORMATIONS; PHOTOGRAPHY; PLASMA INSTABILITY; PLASMA MACROINSTABILITIES; SURFACE PROPERTIES