Эволюция паровых пузырьков при кипении

Предложена новая динамическая теория роста и отрыва пузырьков пара, образующихся на перегретой поверхности в условиях пузырькового кипения. Уравнения, описывающие увеличение объема пузырька и движение его центра тяжести, получены для единой схемы из закона сохранения механической энергии системы пузырек–жидкость. Эти уравнения свободны от полуэмпирических допущений, характерных для большинства исследований в рассматриваемой области. В качестве примера исследована эволюция пузырька на горизонтальной стенке, рост которого контролируется скоростью испарения из объема окружающей жидкости и из микрослоя, отделяющего пузырек от стенки. Новая теория не содержит ошибок предыдущих работ и позволяет объяснить целый ряд эффектов, остававшихся до последнего времени непонятными. Показано, в частности, что сила, обусловленная эффектами поверхностного натяжения, способствует, а не препятствует отделению пузырьков. Впервые объяснены зависимость отрывного размера пузырька от термических факторов и зависимость скорости его роста от динамических факторов. Выводы подтверждаются экспериментами по пузырьковому кипению в условиях пониженной гравитации.