Парообразование происходит следующим образом: если сосуд с холодной водой поставить на плиту с горящей конфоркой и наблюдать за ним, то можно заметить, что вначале начинают нагреваться нижние слои воды в сосуде, затем постепенно нагрев будет повышаться кверху. Нагретые нижние слои воды начнут подниматься вверх, так как они становятся более легкими, чем холодные, вместо них начнут опускаться холодные, более тяжелые слои. Возникнет конвекция, вследствие которой температура воды будет повышаться довольно равномерно во всех частях сосуда. Уже при небольшом нагревании воды на дне и стенках сосуда станут появляться мелкие пузырьки газа. Эти пузырьки содержат в основном воздух, который всегда бывает растворен в воде Так как теплая вода не может содержать столько же растворенных газов, сколько холодная, то при ее нагревании излишек воздуха выделяется в виде пузырьков на стенках сосуда. По мере дальнейшего нагревания воды пузырьки становятся крупнее немногочисленные. Размеры пузырьков растут благодаря тому, что внутрь пузырьков испаряется вода и количество пара в них увеличивается.
По закону Архимеда на каждый такой пузырек действует выталкивающая сила. Когда выталкивающая сила превысит силу, удерживающую пузырек у стенки или дна, он всплывет. Постепенно почти все пузырьки, находящиеся у стенок или дне, всплывут С приближением к поверхности воды пузырьки растут, потому что давление на них со стороны воды уменьшается и, выходя на поверхность воды, они лопаются, находящийся в них водяной пар выходит в атмосферу, если сосуд открыт. Более холодная вода (более плотная, а следовательно, и более тяжелая) будет опускаться по трубам вниз, в нижний барабан илb нижние коллекторы, а горячая вода (менее плотная, чем холодная, а следовательно, менее тяжелая) под напором холодной воды будет подниматься по кипятильным трубам вверх, в верхний барабан, в виде пароводяной смеси, где пар, отделяясь от воды, устремится в паровое пространство барабана котла, а вода останется в водяном пространстве.
В зависимости от паросодержания. скорости и давления структура движения пароводяной смеси может быть: стержневая, при которой в среднем сечении трубы движется сплошной поток пара с взвешенными в нем каплями воды; снарядная, при которой образовываются довольно большие паровые пузырьки, занимающие среднюю часть сечения кипятильной трубы и отделенные друг от друга и стенки слоем воды; эмульсионная, при которой основная масса срывается от стенки и уносится в виде капель в потоке пара (на стенке остается тонкая водяная пленка) пузырьковая, при которой мелкие пузырьки пара равномерно распределены по сечению кипятильных труб.
