비등실험

비등이란 액체가 표면과 내부로부터 모두 기포가 발생하면서 기체로 변하는 현상이다 즉, 액체의 표면과 내부에서 기화가 일어나는 현상을 말하며, 이실험은 비등 이론인 비등양식과 풀비등을 이해하며, 비등 실험을 통하여 실제 일어나는 비등을 이해하기 위한 실험이다. 이 실험은 냉매 R141b(프레온)을 실험장치에 넣고 비등현상이 일어나는 과정을 관측하고, 가열된 고체 표면의 온도왿� 비등하는 액체의 온도, 공급된 열전달량들을 측정하여 비등곡선과 비등이 일어날 경우 대류 열전달계수를 계산하여 교차유동 열교환기의 h왿� 비교한다.

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① 풀비등 (pool boiling) 자연대류비등. 비등과정에서는 액체 내에서 기포가 생성되고 생성된 기포핵의 성장하여 기포의 벽면이탈 이루어지는 현상이 나타난다. 이 때, 실제로 비등현상이 발생하지 않는 영역으로 포화온도 이상에서 비등을 일으키지 못하고, 주로 자연대류에 의하여 열전달이 일어나는 영역을 자연대류비등(natural convection boiling)이라한다.
② 핵비등(nuclear boiling) 영역은 포화온도 이상으로 고체 표면의 온도가 상승하여 증기핵이 형성되고 기포가 발생한 후 고체 표면에서 분리될 때 표면 근처에서 유체의 혼합현상이 발생하여 열전달계수왿� 열전달량이 증가된다. 액체의 포화온도왿� 고체표면의 온도의 온도차이 가 클수록 기포가 증가하여 기포의 충돌이 생기고 대량의 증기가 활발하게 운동하면서 열전달이 크게 촉진된다.
③ 천이비등(transition boiling) 영역은 증기막이 고체표면에서 형성되기 시작하며 막비등과 핵비등이 발생, 불안정한 현상으로 진동한다. 액체왿� 표면의 온도차이가 클수록 그 면적은 증가하여 열전달 능력이 감소한다.
④ 막비등(film boiling) 영역에서는 고체의 표면이 증기막에 의해 완전히 둘러싸이게 되고, 액체가 고체 표면에 도달하지 못하여, 고체에서 증기막을 통해 대류 열전달과 복사 열전달 현상이 일어난다.