die Form eines Wasserkochers

Nun, ich würde sagen, Sie haben eine dünne, flache Basis aus einem gut wärmeleitenden Material, das so groß ist wie Ihre Wärmequelle (um die Wärmeübertragung auf das Wasser zu maximieren) und eine gut isolierte Kugelkappe (für eine minimale Oberfläche, um den Wärmeverlust zu minimieren ) Ihres angegebenen Volumens oben drauf.

Wenn alles außer Ihrer Basis adiabat ist, müssen Sie sich nicht einmal um die Form des Kessels kümmern :-P

Industrielle Dampfgeneratoren in Energieanwendungen sehen tatsächlich ziemlich anders aus als ein gewöhnlicher Dampfkessel. Hier ist ein Beispielbild.

Hier ist viel los, aber der wichtige Teil, auf den man sich konzentrieren sollte, sind die dicken vertikalen Linien, die eine "Schallwand" darstellen, die das einströmende Speisewasser + rezirkulierte gesättigte Flüssigkeit vom Dampferzeugungsbereich trennt. An diesem Punkt bin ich mir fast sicher, dass Sie keine Ahnung haben, was ich sage, also sollte ich von oben anfangen. Die "heiße Seite" ist das auf dem Bild markierte "primäre Kühlmittel". Die Funktion des Dampfgenerators besteht darin, das "sekundäre" Wasser mit der Wärme von der heißen Seite zum Sieden zu bringen. Das ankommende Sekundärwasser wird als Speisewasser bezeichnet. Dieses fließt über Rohre mit der heißen Flüssigkeit und siedet teilweise. Nachdem es teilweise kocht, werden die Dampfblasen vom flüssigen Teil getrennt und der Dampf wird dorthin geleitet, wo er verwendet wird, und die Flüssigkeit wird zurückgeschickt, um über die heißen Rohre zu fließen.

Es ist möglich, obwohl dies bis zur Durchführung der technischen Analyse nicht sichergestellt ist, dass eine Struktur vom Typ "Schallwand" die Leistung eines Wasserkochers ebenfalls verbessern könnte. Es wäre eine zylindrische Struktur in der Nähe der Wände, die über dem Boden des Kessels ruht, mit einer Oberseite unter der Wasseroberfläche. Der Grund liegt in der Zirkulation. In einem Wasserkocher übernimmt die Schwerkraft die Funktion der Dampftrennung und -zirkulation. Wie ich hier zeige, verwenden industrielle Dampferzeuger die Schwerkraft (manchmal mit Hilfe von Pumpen) für die Aufgabe der Zirkulation und Dampftrennung, aber die Funktionen unterscheiden sich in der geometrischen Konstruktion der Apparatur, die sorgfältig optimiert wird, um eine bessere Leistung zu erzielen .

In einem gewöhnlichen Wasserkocher sind keine inneren Strukturen vorhanden, sodass sich die Flüssigkeit, angetrieben durch den Dichteunterschied zwischen heiß und kalt, so mischt, wie es die Natur beabsichtigt. Es ist bei dieser Konfiguration immer noch möglich, dass sich ziemlich lokal isolierte heiße und kalte Wirbel bilden, die für das Mischen weniger effizient sind, und die Baffle-Struktur könnte dies weitgehend verhindern.

Ein Nachteil ist jedoch, dass der Dampf durch die Verwendung eines Schwallblechs effizienter abgeschieden wird, was in einem Wasserkocher eigentlich unerwünscht ist. Die Funktion besteht normalerweise darin, heiße Flüssigkeit und keinen Dampf zu erzeugen, und Konstruktionen mit einem Leitblech würden früher Dampf erzeugen, während der Rest der Flüssigkeit weiter vom Siedepunkt entfernt bleibt.