Нестационарные теплогидравлические процессы при вскипании недогретой жидкости в кольцевом канале с зернистым слоем

• Автор: Некрасов, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы по проблеме нестационарных теплогидравлических процессов в зернистом слое
1.1. Экспериментальные исследования по вскипанию
недогретых жидкостей при набросе мощности
1.2. Математическое моделирование переходных теплогидравлических процессов при нагреве и вскипании жидкости
в каналах
1.3. Выводы по обзору литературы и постановка
задач исследования
Глава 2. Экспериментальное исследование процесса вскипания недогретой жидкости в канале при наличии и отсутствии зернистого слоя
2.1. Экспериментальный стенд
2.2. Методика проведения экспериментальных исследований
2.3. Некоторые результаты экспериментального исследования
2.4. Выводы
Глава 3. Математическое моделирование вскипания недогретой жидкости
3.1. Моделирование процесса прогрева пристенной области
3.2. Сопряженная задача теплопроводности для канала без шаровой засыпки
3.2.1. Физическая постановка задачи
3.2.2. Математическая постановка задачи
3.2.3. Аналитическое решение операционным методом интегрального преобразования Лапласа
3.2.4. Численное решение задачи методом
конечных разностей

3.3. Задача теплопроводности для канала с шаровой засыпкой
3.3.1. Физическая постановка задачи
3.3.2. Математическая постановка задачи
3.3.3. Численное решение методом конечных разностей
3.4. Задача о росте пузырька пара на поверхности
нагревателя
3.4.1. Физическая постановка
3.4.2. Математическая постановка
3.4.3. Численное решение задачи методом
конечных разностей
3.5. Задача испарения перегретого микрослоя
3.5.1. Модель испарения микрослоя
3.5.2. Математическая постановка задачи
3.5.3. Алгоритм численного решения задачи методом конечных разностей
Глава 4. Анализ результатов расчетов и сопоставление с
экспериментальными данными
4.1. Результаты аналитического и численного решения
задачи прогрева пристенной области в чистой жидкости
4.2. Анализ влияния теплофизических свойств зернистого
слоя на процесс прогрева пристенной области
4.3. Влияние размеров засыпки на вытеснение жидкости из пристенного слоя
4.4. Скорость роста паровых пузырьков с учетом шероховатости
4.5. Испарение перегретого слоя
Заключение
Выводы
Список литературы

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
х, у, г — координаты по пространству в декартовой системе координат, м;
г,<р ,г - координаты по пространству в цилиндрической системе координат, соответственно: м, град., м;
Т - время, с;
Р - плотность, кг/м3;
Т - температура, К;
с - удельная массовая теплоемкость, Дж/кг К;
/I - коэффициент теплопроводности, Вт/м К;
5,Ъ - толщина, м;
3 - относительный перегрев, К
В - газовая постоянная, Дж/кг К
Я, г - радиус, м
5 - площадь, м2
Р - давление, Па
(2 - тепловой поток, Вт

д - плотность теплового потока,

(У - коэффициент поверхностного натяжения, НУм;
В — теплота фазового перехода, Дж/кг;
и - скорость, м/с
К - средняя шероховатость, мкм;
кск - среднеквадратичная шероховатость, мкм; т - масса, кг;
а — коэффициент температуропроводности;

Тг=Т2 и к.
с/Г, = сП Вх сЬс
(3.17)

где: К я

с1Т2

(3.18)
Общие решения уравнений (3.14) и (3.15) известны [80] и с учетом условий (3.16) и (3.18) имеют вид:

Я (с р

Г I

V V У
+ ехр
(3.19)

Г I

(3.20)

Входящие в (3.19) и (3.20) коэффициенты А и В определим используя граничные условия (3.17).
Производные по х для Ту и Т2 имеют вид
^г=а1ах V а,

Г — X ——х Ча1 У

V
(3.21)
АТг I s
-2- =-В—ехр ах У а.
Подставим (3.19), (3.20), (3.21) и (3.22) в (3.17) при х = 3 Яг
(3.22)
* (РрР)

уу°1 у
+ ехр

Г I
V V а2 у
(3.23)