форма чайника

Ну, я бы сказал, иметь тонкое плоское основание из хорошо проводящего тепло материала размером с ваш источник тепла (чтобы максимизировать передачу тепла воде) и хорошо изолированную сферическую крышку (для минимальной площади поверхности, чтобы минимизировать потери тепла). ) указанного объема сверху.

Если все, кроме вашего основания, адиабатическое, вам даже не нужно заботиться о форме чайника :-P

Промышленные парогенераторы, используемые в энергетике, на самом деле сильно отличаются от обычного парового котла. Вот пример изображения.

Здесь многое происходит, но важно обратить внимание на толстые вертикальные линии, которые представляют собой «перегородку», которая отделяет входящую питательную воду + рециркулируемую насыщенную жидкость от области парообразования. На данный момент я почти уверен, что вы понятия не имеете, о чем я говорю, поэтому я должен начать с самого начала. «Горячая сторона» — это «первичный хладагент», отмеченный на изображении. Функция парогенератора заключается в кипячении «вторичной» воды теплом горячей стороны. Поступающая вторичная вода называется питательной. Он течет по трубкам, содержащим горячую жидкость, и частично закипает. После того, как он частично закипит, пузырьки пара отделяются от жидкой части, и пар отводится туда, где он будет использоваться, а жидкость направляется обратно по горячим трубкам.

Возможно, хотя и не гарантируется до тех пор, пока не будет проведен инженерный анализ, что конструкция типа «перегородка» также может улучшить характеристики чайника. Это будет цилиндрическая конструкция, примыкающая к стенкам, покоящаяся над дном котла, с верхом под поверхностью воды. Причина связана с кровообращением. В чайнике гравитация выполняет функцию разделения и циркуляции пара. Как я указываю здесь, промышленные парогенераторы используют силу тяжести (иногда с помощью насосов) для задач циркуляции и разделения пара, но функции различаются геометрической конструкцией аппарата, которая тщательно оптимизирована для получения лучшей производительности. .

В обычном чайнике нет внутренних структур, поэтому жидкость, питаемая разницей плотности между горячим и холодным, смешивается так, как задумано природой. В этой конфигурации все еще возможно образование довольно локальных изолированных горячих и холодных вихрей, которые менее эффективны для смешивания, и конструкция перегородки может в значительной степени предотвратить это.

Однако недостатком является то, что использование перегородки приводит к более эффективному отделению пара, что на самом деле нежелательно в чайнике. Функция обычно состоит в том, чтобы производить горячую жидкость, а не пар, и конструкции с перегородкой будут производить пар раньше, в то время как остальная жидкость остается дальше от точки кипения.