В технологических системах могут происходить явления, связанные с изменением агрегатного состояния среды (кипение жидкости или конденсация паров). Эти явления чаще всего возникают в зонах технологических подсистем, где применяют охлаждение инструментов, заготовок или деталей оборудования.

Теплообмен поверхности твердого тела с кипящей жидкостью. Особенностью процесса кипения является зарождение, рост и отрыв пузырьков пара. Пузырьки зарождаются у нагретой поверхности твердого тела, причем их форма, размеры и частота появления зависят от ряда факторов, главными из которых являются: свойства жидкости, температурный напор, внешнее давление и циркуляция жидкости. При естественной циркуляции, когда движение жидкости не определено внешним воздействием, процесс образования пузырьков пара протекает в следующем порядке. Зародившись, пузырьки быстро растут. Температура пара в них равна температуре насыщения. Эта температура, зависящая от свойств жидкости и давления, остается неизменной в течение всего времени кипения.

Температура кипящей жидкости за пределами пузырька у нагретой поверхности тела равна температуре Θ_s этой поверхности. Далее в приграничном слое температура жидкости быстро снижается до значения, ненамного превышающего Θ_н. Давление пара внутри пузырька несколько выше, чем давление окружающей его среды. В связи с этим пузырек растет до известных пределов, а затем отрывается от поверхности твердого тела:

.

Диаметр пузырьков в момент отрыва от поверхности зависит от поверхностного натяжения жидкости σ, кг/м; плотности, кг/м³,  жидкости и  пара. В формулу для расчета входит также угол смачивания  между касательной к поверхности пузырька в месте отрыва и поверхностью твердого тела (рис. 1.12).

Значение  зависит от того, насколько активно жидкость смачивает поверхность металла. Например, для керосина   = 26°, для воды   = 50°.