書記が物理やるだけ#285 相変化による伝熱

沸騰および凝縮における伝熱を簡単に見ていく。

問題

説明

相変化で生じる熱移動について，特に沸騰と凝縮が応用上重要になってくる。

水の沸騰は，過熱度の上昇により核沸騰→遷移沸騰→膜沸騰と変化していく。ここで，核沸騰領域では熱伝達率が大きくなる。

凝縮については垂直平板状の流下がモデルとして考えられ，これはレイノルズ数により熱伝達率が変化する。

解答

過熱度から，本問では核沸騰が起きていることがわかる。核沸騰の熱伝達についてはRohsenowの相関式を用いて計算する。

垂直平面板での膜状凝縮の流下について，レイノルズ数からさざ波有り層流であることがわかり，それにあった相関式を用いて熱伝達が計算できる。

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