根据传热原理,热水锅炉受热面截面上的水温分布不同,管壁处的水温高于管壁中心处的水温.因此,在管的横截面上,当平均水温还没有达到TS的饱和温度时,管的内壁温度TB会超过饱和温度.当两者的温度差达到一定的值时,管内壁开始产生气泡和汽化,当它们与热水接触时,气泡就会消失,这就叫做过冷沸腾.
当发生过冷沸腾时,管内壁汽化段的水盐可以蒸成水垢.随着比例尺逐渐变厚,管内内径变小,管壁变大,流动阻力逐渐增大.管道内的水流越来越少,蒸发和结垢越来越严重,结垢层不断增厚,热阻不断增大.最后,管壁过热,出现过热变形,甚至过热爆裂.
从过冷沸腾的定义可以看出,当内壁的温度TB达到TS的饱和温度时,它不会立即发生,只有当两者的差值增加到一定值时才会发生.过冷沸腾的最小(tb-ts)值称为管壁过热.
冷沸腾最重要的条件是壁面温度超过饱和温度.因此,当加热面热流密度最高、加热面水温最高时,热水锅炉最容易发生过冷沸腾.在滚筒和其他小的热流中没有观察到过冷沸腾.