Rapid evaporation at the superheat limit

• Published in: International journal of heat and mass transfer Vol. 31; no. 8; pp. 1687 - 1700
• Main Authors: Nguyen, V.T., Furzeland, R.M., Ijpelaar, M.J.M.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Oxford Elsevier Ltd 1988; Elsevier
• Subjects: boiling; bubbles; evaporation; Exact sciences and technology; Physics; Statistical physics, thermodynamics, and nonlinear dynamical systems; Thermodynamics; velocity; Butane; Superheating; Evaporation; Modeling; Mass transfer
• ISSN: 0017-9310; 1879-2189
• DOI: 10.1016/0017-9310(88)90281-5

A novel approach to modelling of the mass transfer flux in rapid evaporation at the superheat limit is proposed. The key concept of this approach is that, at the superheat limit, the mass transfer flux is determined by the velocity of the expanding bubble interface relative to the surrounding liquid. This is the inverse of current concepts of mass transfer during boiling. The model has been applied to the case of a butane droplet evaporating at the superheat limit. The simulation results are in general agreement with experimental measurements published in the literature. The model predicts that under certain circumstances more violent boiling can be achieved than indicated by the butane results. On propose une nouvelle approche pour modéliser le flux de masse transféré en évaporation rapide à la limite de surchauffe. Le concept-clé de cette approche est qu'à la limite de surchauffe, le flux de masse transféré est déterminé par la vitesse d'expansion de l'interface de la bulle par rapport au liquide ambiant. Ceci est l'inverse des concepts courants du transfert de masse pendant l'ébullition. Le Modèle est appliqué au cas d'une goutte de butane s'évaporant à la limite de surchauffe. Les résultats de la simulation sont en accord général avec les mesures expérimentales déjà publiées. Le modèle prédit que dans certaines circonstances une ébullition peut être atteinte de façon plus violente qu'indiquée par les résultats sur le butane. Es wird ein neues Modell zur Beschreibung des Stofftransports bei der schnellen Verdampfung an der Überhitzungsgrenze vorgeschlagen. Die Grundidee dieses Näherungsmodells ist, daβ an der Überhitzungsgrenze der Stofftransport durch die Geschwindigkeit der expandierenden Grenzfläche einer Blase relativ zur umgebenden Flüssigkeit bestimmt ist. Dies steht in Gegensatz zu den bekannten Modellen der Stoffübertragung bei Verdampfung. Das Modell wurde auf den Fall verdampfender Butan-Tropfen an der Überhitzungsgrenze angewandt. Die Simulationsergebnisse stimmen mit experimentellen Daten aus der Literatur generell überein. Aus dem Modell ergibt sich, daβ under bestimmten Bedingungen eine bessere Verdampfung erreicht werden kann, als die Meβergebnisse von Butan aufweisen. Пpeдлaгaeтcя нoвый пoдxoд к мoдeлиpoвaнию мaccoпepeдaчи пpи пepeгpeвe. Ocнoвнaя идeя мeтoдa зaключaeтcя в тoм, чтo пpи пepeгpeвe пepeнoc мaccы oпpeдeляeтcя cкopocтью pocтa пyзыpькa, чтo пpoтивopeчит ciвpeмeнным пpeдcтaвлeниям o пepeнoce мaccы пpи кипeнии. Moдeль иcпoльзoвaлacь для pacчeтa иcпapeния кaпяи бyтaнa пpи пepeгpeвe. Peзyльтaты мoдeльныx pacчeтoв zopoшo coглacyютcя c oгyбликoвaнными экcпepимeнтaльными. дaнными. Pacчeты пoкaзывaют, чтo пpи oпpeдeлeнныx ycлoвияx мoжeт пpoиcxoдить бoлee интeнcивнoe киeниe, чeм этo cлeдyeт из peзyльтaтoв, пoлчeнныx для бyтaнa.