A general correlation for saturated and subcooled flow boiling in tubes and annuli, based on a nucleate pool boiling equation

Recent accurate correlations for predicting the heat transfer coefficient in saturated flow boiling all contain an empirical boiling number correction. The original idea behind the boiling number correction was to allow for the enhancement of the forced eonvective heat transfer mechanisms arising from the generation of vapour in the boundary layer next to the wall. However, the presence of the boiling number term appears to prevent application to subcooled boiling, throwing doubt on the physical basis of the correlation. This paper shows that the eonvective term in the correlation should have a Prandtl number dependence. In this way an accurate predictive method covering a very wide range of parameters is constructed with an explicit nucleate boiling term and without boiling number dependence. Des formules précises récentes pour prédire le coefficient de transfert thermique dans l'ébullition saturée d'un écoulement contiennent toutes une correction empirique de nombre d'ébullition. L'idée derriere cette correction de nombre d'ébullition est de tenir compte de l'accroissement des mécanismes de convection thermique forcée provenant de la création de vapeur dans la couche limite prés de la paroi. Néanmoins, la présence du terme de nombre d'ébullition paraît interdire l'application à l'ébullition sousrefroidie, ce qui jette un doute sur la base physique de la formule. On montre que le terme convectif dans la formule doit avoir une dépendance vis-à-vis du nombre de Prandtl. Dans cette voie. une méthode prédictive précise est construite pour couvrir un trés large domaine de parametres avec un terme explicite d'ébullition nucléée et sans dépendance vis-à-vis du nombre d'ébullition. Die Üblichen genauen Korrelationen fÜr die Berechnung des WÄrmeÜbergangs-koeffizienten fÜr das gesÄttigte Strömungssieden enthalten stets eine empirische Korrektur fÜr die Siedekennzahl. Der Korrektur liegt die Absicht zugrunde, eine Verbesserung des konvektiven WÄrmeÜber-gangs infolge der Dampferzeugung innerhalb der wandanliegenden Grenzschicht zu berÜcksichtigen. Allerdings scheint das Vorhandenseins des Korrekturterms die Anwendung solcher Korrelationen auf das unterkÜhlte Sieden zu verhindern, was Zweifel an der physikalisch korrekten Basis der Korrelation aufkommen lÄβt. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, daβ der konvektive Therm in der Korrelation von der Prandtl-Zahl abhÄngig sein sollte. Darauf aulbauend wird ein genaues Berechnungsverfahren entwickelt, das einen groβen Parameterbereich abdeckt und einen expliziten Term fÜr das Blasensieden ohne AbhÄngigkeit von der Siedezahl enthÄlt. NeдaVNo пoлykhcyeNNыe TokhcyNыe cooTNoшeNия для packhcyeTa кoэффициeNTa Teплoпepeиoca V ycлoVияч кипeNия пpи TekhcyeNии NacыщeNNoй жидкocTи coдepжaT эмпиpиkhcyecкyю пoпpaVкy. Идeя VVoдa эToй пoпpaVки зaклюkhcyaлacь V ykhcyeTe ycилeNия VыNyждeNNoкoNVeкTиVNoгo TeплoпepeNoca, VызVaNNoгo пapooбpaзoVaNиeм V пpилeгaющeм к cTeNкe пoгpaNиkhcyNoм cлoe. oдNaкo Naлиkhcyиe эToгo cлaгaeмoгo пpeпяTcTVyeT пpимeNeNию yпoмяNyTыч cooTNoшeNий к кипeNию пpи NeдoгpeVe, T.к. V эToм cлykhcyae иcкaжaeTcя ич физиkhcyecкий cмыcл. V NacToящeм иccлeдoVaNии пoкaзaNo, khcyTo кoNVeкTиVNый khcyлeN, Vчoдящий V Taкoe cooTNoшeNиe дoлжeN зaVиceTь oT khcyиcлa ПpaNдTля. Taким oбpaзoм, paзpaбoTaN мeToд TokhcyNoгo oпpeдeлeNия кoэффициeNTa TeплoпepeNoca V шиpoкoм диaпaзoNe пapaмeTpoV, кoTopый coдepжиT cлaгaeмoe, oпиcыVaющee пyзыpькoVoe кипeNиe.