Prediction of critical heat flux in flow boiling at low qualities

• Published in: International journal of heat and mass transfer Vol. 26; no. 10; pp. 1463 - 1477
• Main Authors: Weisman, J., Pei, B.S.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Oxford Elsevier Ltd 01.01.1983; Elsevier
• Subjects: Applied sciences; Energy; Energy. Thermal use of fuels; Exact sciences and technology; Fundamental areas of phenomenology (including applications); Heat transfer; Heat transfer in inhomogeneous media, in porous media, and through interfaces; Physics; Theoretical studies. Data and constants. Metering; Water; Flow(fluid); Change of state; Critical heat flow; Boiling; Phase transitions; Heat transfer
• ISSN: 0017-9310; 1879-2189
• DOI: 10.1016/S0017-9310(83)80047-7

A theoretically based prediction of CHF has been developed for high velocity flow in tubes. Turbulent interchange between the bubbly layer and core regions is taken as the limiting mechanism. Good agreement was obtained between predictions and experimental data for water flowing in uniformly and nonuniformly heated tubes. The predictive procedure developed for water was found to yield results in agreement with experiment for each of the four other fluids examined. Un calcul théorique du CHF est développé pour l’écoulement à grande vitesse dans les tubes. L’échange turbulent entre la couche chargée de bulles et la région du coeur est pris comme mécanisme limitatif. Un bon accord est obtenu entre les prévisions et les données de l’expérience pour l’eau s’écoulant dans des tubes chauffés uniformément ou non. La procédure développée pour l’eau fournit aussi des résultats conformes à l’expérience pour chacun des quatre autres fluides considérés. Eine theoretische Methode zur Vorausberechnung der kritischen Wärmestromdichte für Hochgeschwindigkeitsströmung in Rohren wurde entwickelt. Der turbulente Austausch zwischen der Blasenschicht und dem Kern wurde als bestimmender Mechanismus herangezogen. Gute übereinstimmung wurde zwischen vorausberechneten und experimentellen Daten für Wasser in gleichmäßig und ungleichmäß;ig beheizten Rohren festgestellt. Es zeigte sich, daß die für Wasser entwickelte Berechnungsmelhode für vier andere ebenfalls untersuchte Fluide Ergebnisse liefert, die in guter übereinstimmung mit den Experimenten stehen. Теоретически рассчитан критический тепловой поток (КТП) для высокоскоростного течения в трубах. В качестве лимитирующего механизма принят турбулентный обмен между пузырьковым слоем и сердцевинной частью потока. Получено хорошее соответствие между расчетными и экспериментальными данными для течения воды в трубах с однородным и неоднородным нагревом. Обнаружено, что методика расчета, примененная для воды, дает результаты, согласующиеся с экспериментальными данными, полученными для каждой из четырех других исследованных жидкостей.