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und Flüssigkeit gelangt lediglich intermittierend an die beheizte Wand. Er ist gekenn-
zeichnet durch einen rapiden Abfall des Wärmeübergangskoeffizienten bei steigender
Wandtemperatur.
Das Übergangssieden ist äußerst instabil und die gestrichelte Linie in Abb.
5.29
lässt
sich technisch kaum erzielen, da zumeist nicht die Oberflächentemperatur geregelt wird.
Im Regelfall wird die Heizleistung an der Wand geregelt. Bei Überschreiten des kritischen
Wärmestroms springt die Temperatur der Wand schlagartig auf einen höheren Wert (F)
und es setzt unmittelbar Filmsieden (Bereich V) ein. Dies wird durch den Pfeil angedeutet.
Dieser plötzliche Temperaturanstieg hat oft erhebliche Folgen für den Heizer. Beim Film-
sieden liegt auf der Wand ein homogener Dampffilm und die Wandtemperatur ist so hoch,
dass die Wärmeleitung durch den Dampffilm groß genug ist, um auf der anderen Seite
Flüssigkeit zu verdampfen.
Die kleinste Wandtemperatur, an der ein geschlossener Dampffilm die Wand bedeckt,
heißt Leidenfrosttemperatur. Wenn die Wandtemperatur nach Eintritt in das Filmsiede-
gebiet (Bereich V) kontinuierlich abgesenkt wird, wird dieses Hysteresephänomen deut-
lich sichtbar. Die Wandüberhitzung folgt der Linie von E nach D und der geschlossene
Dampffilm bleibt solange stabil bis die Leidenfrosttemperatur erreicht ist. Dann bricht der
Dampffilm schlagartig zusammen. Dieser Zusammenbruch führt zu einer abrupten Tran-
sition vom Filmsieden zurück in den Bereich II des Keimsiedens entlang des Pfeils.
In Solarkollektoren wird der Übergang vom Keimsieden zum Filmsieden nur bei be-
grenztem und stagnierendem Flüssigkeitsangebot auftreten. Eine vergleichende Betrach-
tung der Zahlenwerte der Wärmestromdichten mit Flächenleistungen der solaren Ein-
strahlung unter 1000 W/m
2
zeigt schnell, dass in einem Behälter auch ohne konvektiven
Wärmeübergang die Vorteile des erhöhten Wärmeübergangs beim Sieden mangels Wär-
mestromdichte nicht genutzt werden. Lediglich eine erhebliche Konzentration der solaren
Einstrahlung mit Spiegeln erlaubt eine Verbesserung des Wirkungsgrades durch Sieden.
Dieser kann durch verbesserte Wärmeleitung in der Absorberplatine zu den Wärmeab-
fuhrrohren weiter erhöht werden.
Für den Bereich des Behälter-Blasensiedens (Blasensieden in freier Strömung) gilt:
n
α
α
0
q
∗
=
c
W
·
F
(
p
)
·
.
(5.141)
0
q
α
0
ist hierbei ein Bezugswert bei
q''
= 20 kW/m
2
und
p
*
=
p
/
p
krit
= 0.1, der möglichst expe-
rimentell bestimmt werden sollte. Der Einfluss der Rauigkeit wird durch
c
W
= (
R
a
/
R
a
0
)
0.133
berücksichtigt, in der für die Bezugsrauigkeit
R
a
0
der Wert
R
a
0
= 0.4 µm angesetzt wird. Für
die Druckkorrektur
F
(
p
*
) von
p
*
= 0.1 auf
p
*
können für Flüssigkeiten außer flüssigen Me-
tallen, die eine hohe Oberflächenspannung haben, folgende Relationen verwendet werden:
2
.
5
+
1
1
−
∗
∗
0
.
27
+
∗
F (p
)
=
1
.
2
·
p
·
p
(Fluide außer Wasser)
∗
p
6
.
1
+
0
.
68
1
−
p
(5.142)
F
(
p
∗
=
1
.
73
·
p
∗
0
.
27
+
·
p
∗
2
( Wasser )
.
)
∗
2
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