Поверхности теплообмена многих аппаратов охлаждаются кипящими жидкостями, не догретым до температуры насыщения, поэтому при конструировании парогенерирующих аппаратов часто возникает необходимость в расчетах
коэффициентов теплоотдачи при поверхностном кипении. На економайзерний участке секций подогрева выпарных аппаратов с естественной циркуляцией жидкость нагревается до температуры кипения. Длина економайзернои участка зависит от типа аппарата и от условий его работы. В довготрубних аппаратах пленочного типа поверхность економайзернои участка составляет небольшую долю от общей поверхности секции нагрева. В выпарных аппаратах с вынесенной зоной кипения почти вся нагревательная секция работает в економайзерному режиме. Поэтому в этих аппаратах поверхностное кипении имеет место на значительной части нагревательной секции.
Если вся масса жидкости, которая попадает в трубу парогенератора, нагревается до температуры насыщения, то по ходу потока значение коэффициента теплоотдачи (как и при кипении в большом объеме) изменяется от значения, которое устанавливается при заданной скорости в однофазном среде, до значения при развитом пузырьковой кипении насыщенной жидкости. Закон изменения коэффициента теплоотдачи по длине трубы парогенератора a = f (x) для данной жидкости при фиксированном давлении зависит от соотношения между скоростью парообразования q / (rrп), скоростью циркуляции w0 и недогрева жидкости на входе в трубу Dtнед, вх. Наиболее простой вид функции a от х наблюдается при высоких давлениях, когда изменение температуры насыщения по ходу потока очень мала. При низких давлениях суммарное сопротивление, обусловленное трением и ускорением смеси, при определенных соотношениях режимных параметров будет пение размерным с абсолютным давлением в системе. При этом температура насыщения по ходу потока заметно уменьшается, поэтому закон изменения tст, а значит и коэффициента теплоотдачи a по длине трубы может существенно отличаться от зависимостей tст = f (x) и a = f (x), которые имеют место при высоких давлениях. Обеднение активными центрами зародышей паровой фазы поверхности теплоотдачи при пониженных давлениях также влияет на вид функции tст от х. В этих условиях влияние скорости оказуеться более значительным и переход от области конвективного теплообмена в однофазном потоке в области развитого поверхностного кипения происходит на участке трубы большей длины. В отличие от поверхностного кипения в большом объеме, при вынужденном движении на участке между сечениями А и Б (область неразвитого кипения) процесс парообразования не оказывает влияния на коэффициент теплоотдачи. Это является следствием высокой интенсивности теплообмена в однофазном среде. В условиях естественной конвекции конвективная теплоотдача существенно меньше, поэтому здесь даже в области неразвитого кипения процесс парообразования влияет на интенсивность теплообмена (значение a непрерывно возрастает при уменьшении величины Dtнед рис.25.5, б).
При поверхностном кипении в кольцевых каналах температура TНК при двустороннего подогрева имеет одинаковое значение как для внутренней, так и внешней труб. При одной и той же плотности теплового потока на обоих трубах развитое поверхностное кипения устанавливается в одном и том же сечении (рис.25.6, б).
Между сечениями Б и В (рис.25.6, б) вся масса жидкости нагревается до температуры насыщения (область развитого поверхностного кипения). На этом участке коэффициент теплоотдачи, который определяется разностью температур стенки и жидкости AР = q / (tст - tp), резко увеличивается до значения a при кипении насыщенной жидкости.