Filmverdampfung

Filmsieden ist eine Form der Verdampfung von Flüssigkeiten bei sehr hohen Wärmestromdichten. Es bildet sich auf der Heizfläche ein durchgehender Dampffilm, der im Gegensatz zur gut durchmischten Flüssigkeit beim Blasensieden eine hohe wärmeisolierende Wirkung hat. Der Wärmeübergangskoeffizient liegt beim Filmsieden um Zehnerpotenzen niedriger als beim Blasensieden. Dies hat zur Folge, dass bei gleichbleibender Wärmestromdichte auch die Wandtemperatur um Zehnerpotenzen ansteigt und meistens zur Zerstörung der Heizflächen führt.

In technischen Anwendungen muss daher darauf geachtet werden, dass die Wärmestromdichten deutlich unter dem Umschlagpunkt vom Blasen- und Filmsieden liegen. Für das Medium Wasser liegt die kritische Wärmestromdichte bei 1000 kW/m². Dampfkessel werden daher so ausgelegt, dass eine Wärmestromdichte von 300 kW/m² nicht überschritten wird. Der Übergang zum Filmsieden wird durch Öle oder einen hohen Salzgehalt im Kesselwasser herabgesetzt.

Anschaulich ist das Filmsieden durch das Verhalten eines Wassertropfens auf einer heißen Herdplatte nachvollziehbar (siehe Leidenfrost-Effekt). Unter dem Tropfen bildet sich ein Dampffilm, auf dem der Tropfen sich über die Platte bewegt. Der Wassertropfen verdampft sehr langsam aufgrund des schlechten Wärmeübergangs.