Kiehuuko pyörivä vesi kattilassa nopeammin?

Kun laitat veden pyörimään kattilassa, vettä siirtyy laidoille ja veden
syvyys on pienempi kattilan keskellä. Vähemmän vettä, nopeampi
kiehuminen keskellä.
Loput voit kehitellä eteenpäin.

Ilmakehässä sama juttu, matalapaineessa, keskustan kohdalla ilmakehä
on ohuempi kuin reunoilla.

Liikkuvassa nesteessä lämmönsiirto on tehokkaampaa kuin paikoillaan pysyvässä. Siinä selitys.

Tärkeintä on pohjanj a levyn tasaisuus. Jos ne ovat ok, niin vesi lämpenee tasaisesti pohjalla ja kaikki pohjan pinnassa höyrystynyt vesi nousee kohti pintaa ja luovuttaa matkalla lähes kaiken vesihöyryn tiivistymisenergian. Pieniä mikrokuplia ei alussa näy eivätkä ne koskaan pääse lähellekään pintaa. Sekoitus on siis täysin automaattista.

Jos sekoittaa kauhalla kansi auki, paljon pintähöyryä (=lämpöenergiaa) pääsee pois kattilasta. Ihan perusfysiikkaa. Saa sekoittaa, jos pitää kannen kiinni. (Keskelle kantaa reikä ja siihen potkurin akseli. Turhaa pienissä vesikattiloissa. Pohjaan palatat maito ja muut ovat tietysti ihan eri juttu.)

Käytännössä ei ole eroa. Teoriassa pieniä eroja on, mutta niiden vaikutus on tuskin mitattavissa.
- levyltä siirtyy sama energiamäärä veteen, koska lämpötilaero säilyy molemmissa tapauksissa samana. Olettaen tasapohjaisen kattilan.
- Sekoittaminen tuo hieman lisäenergiaa.
- Pyörivän veden pinta-ala on suurempi, joten siinä haihtuminen puolestaan vie enemmän energiaa.
- Pyörivän veden kosketuspinta kattilan reunoihin on suurempi, jolloin reunojen läpi poistuuu enemmän lämpöä.
- veden liikkeellä ei näin pienessä mittakaavassa ole merkitystä, konvektiovirtaukset tasaavat lämpöä tehokkkaasti.

Melkeinpä sanoisin, että sen veden pyörittäminen saa aikaan tunteen nopeammasta kiehumisesta, kun siinä on jotain tekemistä. Mitään tekemättä odottaminen saa ajan kulun tuntumaan hitaalta.

Veden pyörittäminen kattilassa ei sen lämpenemiseen käytännössä juurikaan vaikuta .
Tarpeeksi pyöriessään kevyemmät osat nesteessä hakeutuvat keskelle.
Tällaisina myös höyrykuplat.
Tarpeeksi voimakkaasti vatkatessa vesi kyllä tietysti lämpenee kiehuvaksikin ilman lisälämpöä. Esimerkiksi ydinvoimalan primääripiirin pumpuilla vain vettä kierrättämällä voidaan jopa saada riittävästi höyryä turbiinin pyörittämiseen.
Kattilassa hellalla ei sellainen onnistu.

Tässä hieman tietoa alkuun:

https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_transfer_coefficient

Lämmönsiirto tällaisessa rajapinnassa ei välttämättä ole aivan yksinkertaista.

Pakko oli testata taas tänään. Kiepautin veden pyörimään heti siinä vaiheessa kun kattilasta alkoi kuulua kohinaa (ainakin minun kattilassani kohina alkaa selvästi ennen kuin veteen muodostuu havaittavia kuplia). Pyörteen keskelle pohjaan syntyi oikeastaan heti kiehumiskuplia. Kokeilkaapa!

Nojuu. Jorisee sen keittäessä samalla.

Kieputa kattilaa muutama kilometri sekunnissa nopeudella ja kitka lämmittää veden kiehuvaksi.

Liikkuvassa nesteessä toki muodostuu sisäisen kitkan seurauksena myös lisälämpöä mutta on muistettava ettei itse liike muodostu ilman energiaa...Jos kattilassa olevaa vettä laitetaan kädessä olevalla kauhalla tms. pyörivään liikkeeseen, siihen johdetaan energiaa käden liikkeestä. Jos vesi pyörimisliikkeen ansiosta kiehuisikin sekunnin nopeammin kuin liikkumaton vesi, kokonaisenergiaa se on tarvinnut jopa vähän enemmän. Tosin tätähän ei kysyjä kysy, tiedän!
Ajatellaanpa esim. avoimessa astiassa olevaa liikkumattoman veden ja pyörivän veden lämmönluovutuspintoja ulkoilmaan nähden, pyörintätilanteessa se on suurempi, toki silloin kattilan reunoja vasten oleva veden pinnan ala on suurempi mutta lämmön siirtyminen suoraan ilmaan avotilasta on tehokkaampaa kuin kattilan reunojen läpi, pyörintä siis lisää häviöitä!
Mutta voihan aloittaja tehdä kokeita, veikkaan mahdollisen aikaeron olevan niin pienen ettei se ole kohtuudella havaittavissa, koe on syytä tehdä esim. kymmenkunta kertaa varmistaen että lähtötilanne vertausten osalta on aina ehdottomasti sama jne.

Jos ainoina lähtötietoina "lämpenevä vesikattila", niin ihan turha jatkaa. Erilaisia kattiloita ja lämmitysvaihtoehtoja ja lämmitystehoja on kymmenittäin.

marjoja keitettäessä tehoa voi parantaa kattilaa hämmentämällä sillä on sama vaikutus kuin kiertoilma uunilla

Voisi laittaa sähkölevyn pyörivälle alustalle ja vesikattilan levylle. Sitten kierroksia vain lisää. Miten kävisi.

> Löytyykö fysiikasta mitään perusteita tämän teorian tueksi?

Ei löydy.

Kattilan pohjan kautta veteen tuotu lämpömäärä on aina vakio. Parhaissa kattiloissa on täysin tasainen ja siten usein hieman paksuhko pohja. Jos veden haluaa kiehuvaksi (hieman) nopeammin, kannattaa pitää folio kattilan päällä, sillä paksu kansi hidastaa kiehumista. Vedenkeitin sisäisillä lämmityskierukoilla ja suljettuna astiana on nopein.

Asiaan liittyvät tekijät ovat astian pohja-vesi -lämmitysrajapinta, lämmönsiirtovakio, ominaislämpökapasiteetti sekä höyrystymislämpö. Välittömästi kattilan ja veden rajapinnassa on kerros, jossa paine on hieman suurempi (päällä olevan veden massan vuoksi) ja lämpötila hieman korkeampi kuin muualla kattilassa.

Fourierin laki kertoo lämpövuon ja lämpötilan välillä olevan yhteyden lämmön johtumiselle

q → = − k ( x ) ∇ u ( x , t ),

joka kertoo lämmön virtaavan siihen suuntaan, missä lämpötila laskee nopeimmin.

Lämmön ainoa suunta on kuumemmasta lämmitys-rajapinnasta kattilan veden pintakerrosta kohti. "Korkeassa" kattilassa suuremman vedenpaineen vuoksi - ja toki missä tahansa kattilassa - vesi kiehuu rajapinnassa nopeasti, kuuma vesi ja höyrykuplat nousevat ylös ja lämmittävät lopun veden. Kattilassa oleva vesi on kuitenkin bulkki-massa, joten vesi kiehuu vasta, kun koko vesi kiehuu yhtenäisesti.

Kylmintä vesi on vesi-ilma -rajapinnassa. Veden höyrystymislämpö on noin viisi kertaa se energiamäärä, joka tarvitaan veden lämmittämiseksi 0 °C lämpötilasta 100 °C lämpötilaan. Isossa astiassa paikallisia kuumia kiehumiskohtia ja yksittäisiä kuplia voi olla muuallakin kuin alhaalla lämmittävässä rajapinnassa. Vesi kiehuu koko astiassa vasta sitten, kun höyryä ja höyrykuplia syntyy nesteen sisällä kaikkialla ja kiehumiskuplavirtaus on yhtenäinen.

Veden sekoittaminen estää alhaalta rajapinnasta nousevan kuuman höyryn lämmittävän vaikutuksen muuhun nesteeseen. Kevyt folio kantena nopeuttaa kiehumista, kun vettä ja lämpöä ei karkaa, mutta raskas kansi hidastaa kiehumista; kansi kuitenkin aina edesauttaa lämmön säilymistä astiassa.

#Vedenkeitin, kananmunankeitin, induktioliesi, keraaminen liesi, lämmityslevy, mikroaaltouuni, kansi, folio, kiehuminen, höyry, pontikka.

Lämpenee tasaisemmin.
Kokeilepa lämmittää soppakattilaa. Sekoittamalla saat sen pikemmin syötäväksi.

Kiva että aloitukseni vielä saa kommentteja. Olen jatkanut veden pyörittelyä oikeastaan aina vettä kuumentaessani, ja edelleen olen sitä mieltä, että se nopeuttaisi kiehumisen alkua. Toki mielikuva voi johtua ihan vain siitä, että kiehuminen on noin hallitumpaa eikä ala satunnaisesti mistä sattuu.

Kattilana on yleensä normaali ruostumaton 3 litrainen, veden määrä vaihtelee, vauhdin antajana muovilasta. Suolan lisään vasta kiehuvaan veteen, koska teoreettisesti suola kai hieman nostaa kiehumispistettä ja toisaalta syövyttää metallia.

Kiehumispylväs tosiaan muodostuu aivan pyörteen keskelle ja leviää siitä äkkiä joka suuntaan koko kattilaan. Kerran huomasin, että aivan ensimmäinen kupla ilmestyi ainakin sillä kerralla pohjaan aina samaan kohtaan - kun sen pyyhkäisi lastalla pois, niin kohta tuli uusi tilalle. Ehkäpä joku huokonen metallipohjassa?

kyllä se kiehuu nopeammin

Luonnollisesti pyörivä vesi kiehuu nopeammin myötäpäivään ja hitaammin vastapäivään.

Veden pyöriminen aiheuttaa kitkaa kattilan pintoja vasten sekä vesimolekyylien kesken. Kitka tietysti nostaa lämpötilaa. Siis ylimääräistä lämpenemistä havaitaan. M.O.T.

Riippuu oikeasti siit, missä asennossa Kuu on Maapalloon nähden. Ns.täysikuun aikana Kuu vetää kattilan kuplia puoleensa voimakkaammin ja kiehuminen näyttää alkavan aikaisemmin.

Todellisuudessa veden pyörittäminen saa aikaan samanlaisen blasebo-efektin.