萊頓弗羅斯特效應(yīng)萊頓弗羅斯特現(xiàn)象（Leidenfrost Phenomenon）是指液體不會(huì)潤(rùn)濕炙熱的表面，而僅僅在其上形成一個(gè)蒸氣層的現(xiàn)象，由科學(xué)家萊頓弗羅斯特在1756年發(fā)現(xiàn)。

現(xiàn)象

把水滴落在滾燙的鐵板上，假如鐵板的溫度僅高于水的沸點(diǎn)（100°C），水會(huì)發(fā)出嘶嘶聲并迅速沸騰。但當(dāng)鐵板到達(dá)萊頓弗羅斯特點(diǎn)（Leidenfrost point）時(shí)，水便會(huì)產(chǎn)生萊頓弗羅斯特現(xiàn)象。水珠會(huì)在鐵板四處滾動(dòng)，并緩慢地逐漸蒸發(fā)，反而令水珠可以存在更久。

在萊頓弗羅斯特現(xiàn)象下，水珠中跟鐵板接觸的部分會(huì)迅速沸騰形成水蒸氣，與此同時(shí)水珠尚保持液體的狀態(tài)，由于水蒸氣的傳熱比液體水慢得多，蒸氣層阻隔水直接接觸滾燙鐵板并大大降低水滴沸騰的速度。

水的萊頓弗羅斯特點(diǎn)會(huì)隨著水中含有的雜質(zhì)、滾燙物件的材質(zhì)、水的溫度等而改變，粗略量度下水在平底鍋的萊頓弗羅斯特點(diǎn)為約193°C。

廚師在預(yù)熱鍋?zhàn)訒r(shí)，只要落下幾滴水看會(huì)否形成水珠，便可得知鍋?zhàn)邮欠駢驘?。在傳統(tǒng)的過(guò)火儀式，參加者會(huì)先沾濕雙腳，由于萊頓弗羅斯特現(xiàn)象令水不會(huì)快速升溫，使得熱不容易傳到人們的腳，即使人們走在火堆之上，只要不長(zhǎng)時(shí)間接觸炭火，也不易被燒得火紅的炭火燙傷。另外，依照萊頓弗羅斯特現(xiàn)象的原理，液態(tài)氮會(huì)在手上迅速沸騰并形成隔熱層，防止手凍傷，因此便可徒手觸摸液態(tài)氮。

現(xiàn)代航天發(fā)射使用的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，可以使用極低溫的液體燃料或液體氧化劑在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室與噴嘴的內(nèi)壁滲出形成一層氣膜，隔絕熾熱的燃?xì)馀c室壁的傳熱，這被稱為“氣膜冷卻”，可以使液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在極高溫燃?xì)庀麻L(zhǎng)時(shí)間工作1.5-5分鐘并可以多次點(diǎn)火、重復(fù)使用。

理論

萊頓弗羅斯特標(biāo)示出了進(jìn)行穩(wěn)定之膜態(tài)沸騰(film boiling，參見(jiàn)boiling)所需之最低溫度，指的是在沸騰曲線上熱流(heat flux)達(dá)最低之一點(diǎn)，同時(shí)，液體與熱燙表面之接觸面完全為蒸氣層(vapor blanket)所覆蓋，而此時(shí)從熱燙表面向液體所進(jìn)行之熱傳導(dǎo)是透過(guò)此蒸氣層以傳導(dǎo)(conduction)及輻射(radiation)的方式完成。

1756年，萊頓弗羅斯特觀察到，當(dāng)熱燙表面上的小水滴四處跳動(dòng)時(shí)，水滴的蒸發(fā)速度緩慢。隨著表面溫度再度提高，熱輻射的效應(yīng)會(huì)變得比熱傳導(dǎo)更為顯著，因此這時(shí)再提高溫度，熱流會(huì)上升。一水平表面之熱流最低點(diǎn)可由Zuber's equation推導(dǎo)而來(lái)

其數(shù)值是由飽和溫度所決定。其中C為Zuber常數(shù)，于適當(dāng)?shù)膲毫χ麓蟛糠值囊后wC值約為0.09。