Flux de chaleur critique (CHF) est un concept crucial dans le transfert de chaleur, en particulier dans les systèmes d'ébullition. Il se réfère au flux de chaleur maximal qui peut être transféré d'une surface chauffée à un liquide bouillant avant que le processus d'ébullition ne devienne instable et passe à un mode de transfert de chaleur moins efficace et potentiellement dommageable.
Voici la signification physique:
* Crise bouillante: Lorsque le flux de chaleur dépasse la CHF, le processus d'ébullition devient instable et le mécanisme de transfert de chaleur change brusquement. Ceci est souvent appelé une «crise bouillante» ou «burnout».
* Film Bailling: La transition d'ébullition instable conduit à la formation d'un film de vapeur sur la surface chauffée, l'isolant du liquide. Ce film réduit considérablement le transfert de chaleur, provoquant une augmentation rapide de la température de surface et potentiellement endommageant l'élément chauffant.
* Préoccupations de sécurité: Le CHF est un facteur crucial dans la conception et le fonctionnement de divers systèmes, en particulier ceux impliquant des liquides bouillants, tels que les réacteurs nucléaires, les centrales électriques et les processus chimiques. Comprendre le CHF est essentiel pour prévenir les défaillances catastrophiques et assurer le fonctionnement sûr de ces systèmes.
Facteurs affectant CHF:
* Propriétés fluides: Le type de liquide, sa pression et sa température affectent le CHF.
* Propriétés de surface: Le matériau, la rugosité de surface et la géométrie de la surface chauffée influencent le CHF.
* Conditions d'écoulement: La vitesse, la direction et la turbulence de l'écoulement liquide jouent un rôle.
* Distribution du flux de chaleur: L'uniformité et la distribution spatiale du flux de chaleur peuvent affecter la CHF.
La compréhension du CHF est essentielle pour:
* conception et opération: Prévenir l'épuisement professionnel et assurer un fonctionnement sûr et efficace des systèmes de transfert de chaleur.
* Optimisation des performances: Maximiser l'efficacité du transfert de chaleur dans les limites sûres.
* Analyse de sécurité: Déterminer le potentiel de la crise de l'ébullition et de prendre des mesures de sécurité appropriées.
En résumé, le CHF est le flux de chaleur maximal qui peut être maintenu avant que le processus d'ébullition ne devienne instable, entraînant une diminution drastique du transfert de chaleur et potentiellement endommager l'élément chauffant. Comprendre le CHF est crucial pour un fonctionnement sûr et efficace de divers systèmes impliquant des liquides bouillants.
