موضوع مقاله: جوشیدن | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # جوشیدن | مقدمه: چپ|انگشتدان|250px|آب‌پز کردن جوشیدن به پدیده تبخیر سریع مایع جوشیدن گویند و هنگامی است که مایع به نقطه جوش خود برسد. | ## بخش 1: جوشیدن | هدف در این روش تنها استفاده از حرارت آب جهت پخت مواد است ممکن است گاهی کمی نمک هم به آب جوش اضافه شود اما به استثنای نمک مواد مزه‌دهندهٔ دیگری به آب جوش افزوده نمی‌شود. مواد غذایی بعد از جوش آمدن آب به آن افزوده می‌شوند و معمولاً پس از پختن مواد آب به دور انداخته می‌شود ولی در مورد برخی از مواد غذایی مانند برخی از غلات ممکن است آب بعد از پختن غله نوشیده شود. نکته‌ای که لازم است مورد توجه قرار بگیرد اینست به علت حل شدن مواد مغذی مختلف در آب مانند ویتامین‌ها، مواد نباید بیش از حد آب پخته شوند. این فرایند وقتی روی می‌دهد که دمای سطح از دمای اشباع متناظر با فشار مایع بیشتر شود. فرایند با تشکیل حباب‌های بخار، که رشد می‌کنند و پشت سرهم از سطح جدا می‌شوند، مشخص می‌شود. رشد و تحرک حباب‌های بخار، به شکل پیچیده‌ای، به دمای مازاد، ماهیت سطح، و خواص ترمودینامیکی سیال، از قبیل کشش سطحی بستگی دارد. Retrieved 2013-08-02 جوشش می‌تواند در شرایط مختلفی روی دهد؛ مثلاً، در جوشش استخری، مایع ساکن است و حرکت آن در نزدیک سطح بر اثر جابه جایی آزاد و آشفته ناشی از رشد و جدایی حباب از سطح می‌باشد؛ ولی در جوشش با جابه جایی واداشته حرکت سیال توسط عوامل خارجی و همچنین بر اثر جابه جایی آزاد و آشفتگی حبابی به وجود می‌آید. در ادامه تنها به جوشش استخری می‌پردازیم جوشش استخری هر گاه دمای جسمی که در داخل مایع غوطه ور است مانند جداره یک ظرف از دمای اشباع سیال مرتبط با آن بیشتر باشد پدیده جوشش استخری مشاهده می‌شود. فرایند جوشش باتشکیل حباب‌های بخار مشخص می‌گردد، که این حباب‌ها بعد از رشد متوالی از سطح گرم جدا می‌شوند. رشد حباب‌ها به‌طور پیچیده‌ای به دمای اضافی، جنس سطح، خواص ترمودینامیکی سیال و کشش سطحی بستگی دارد. | ## بخش 2: جوشیدن | برای اولین بار نوکیاما با استفاده از وسیله آزمایشگاهی رژیم‌های مختلف جوشش استخری را تشخیص داد. شدت جریان حرارت از سیم نیکرومی افقی به آب اشباع، توسط اندازه‌گیری شدت جریانI و افت پتانسیل V تعیین می‌گردد. دمای سیم را نیز می‌توان با داشتن اطلاعاتی در مورد نحوه تغییر مقاومت الکتریکی با دما، به‌دست آورد. این آزمایش گرمایش با کنترل توان نام دارد، که در آن دمای سیم TW (بنابراین دمای اضافی (Te یک متغیر وابسته بوده و توان (بنابراین شدت جریان حرارت ( q یک متغیر مستقل می‌باشد. با دنبال کردن پیکان‌های منحنی گرمایش روشن است که با اعمال توان، شدت جریان حرارت همراه دمای اضافی افزایش پیدا می‌کند، که روند افزایش ابتدا آرام و سپس بسیار سریع است. با افزایش توان شدت جریان حرارت ناگهان افزایش قابل ملاحظه‌ای یافته و به ازای اندکی بیش از مقدار ماکزیمم qmax دمای سیم به نقطه ذوب نزدیک شده و منجر به پارگی سیم می‌شود. نوکیاما با تکرار آزمایش با سیم پلاتینی که نقطه ذوب بالاتری داشت، توانست شدت جریان حرارت را بالاتر از مقدار ماکزیمم نگه دارد، بی‌آنکه پارگی سیم اتفاق افتد. وقتی او تدریجاً توان را کاهش داد، تغییر q با Te از منحنی سرمایش پیروی نموده و هنگامی که شدت حرارت به مقدار می نیمم qmin رسید، در این صورت کاهش توان باعث افت ناگهانی دمای اضافی شده و فرایند طبق منحنی اصلی گرمایش تا نقطه اشباع ادامه می‌یابد. نوکیاما اعتقاد داشت که این اثر هیسترزیس در نتیجه روش کنترل دما در گرمایش می‌باشد، که در آن Te متغیر وابسته است. وی همچنین به این نتیجه رسید که با استفاده از یک فرایند گرمایش که بتوان در آن Te را مستقیما کنترل نمود قسمت خط چین منحنی قابل حصول خواهد بود. | ## بخش 3: جوشیدن | فرضیه وی توسط درو Derw و مولر (Mueller بدین صورت دنبال شد، آن‌ها با تقطیر بخار در یک لوله با فشارهای مختلف توانستند مقدار Te را برای جوشش در سطح خارجی لوله کنترل نموده و قسمت خط چین منحنی را به‌دست آورند. در این منطقه روابط مربوط به جابجایی طبیعی حاکم است و براساس هندسه شرایط می‌توان از روابط مربوط که در بخش جابجایی طبیعی استفاده نمود. برای محاسبه انتقال حرارت در این بخش کافی است که hرا داشته باشیم سپس از رابطه (q =h(TW − Tsat نرخ انتقال حرارت را به‌دست آوریم. ب) جوشش هسته‌ای (Nucleate Boiling) پس از عبور از نقطه A دمای کل مایع به دمای اشباع رسیده و در مجاورت سطح داغ سوپرهیت شده و حباب‌ها شروع به تشکیل می‌کنند اما از آنجایی که مایع هنوز در دمای اشباع است حباب‌ها در بین راه تقطیر شده و به سطح آزاد نمی‌رسند این امر، اختلاط قابل ملاحظه سیال را در نزدیکی سطح به وجود می‌آورد و دائماً باعث افزایشq و h می‌گردد. در این رژیم قسمت اعظم تبادل حرارت از سطح گرما دیده به مایع متحرک نزدیک سطح صورت می‌گیرد نه از طریق حباب‌های بالا آمده از سطح. با افزایش Te در حوالیTe,B محل‌های جوشش بیشتری فعال شده و افزایش تشکیل حبابها موجب ادغام آن‌ها شده و در نهایت این حباب‌های بخار تا فصل مشترک مایع – بخار با لا می‌آیند و در آنجا از بین می‌روند. چون در جوشش هسته‌ای با دمای اضافی اندکی می‌توان به نرخ انتقال حرارت و ضریب جابجایی بالایی رسید، لذا کارکرد اغلب وسایل مهندسی در این رژیم مطلوب و مورد نظر است. در هر نقطه از سطح شرایط بین جوشش هسته‌ای و جوشش فیلمی نوسان می‌کند، ولی با افزایش Te قسمت اعظم از سطح توسط لایه بخار پوشانیده می‌شود. | ## جمع‌بندی | حرارت باید قبل از رسیدن به مایع و انجام فرایند جوش از این لایه بخار عبور کند و چون ضریب هدایت حرارتی بخار کمتر از مایع است، لذا مقدار حرارت منتقل شده کاهش می‌یابد.