Кипение и испарение жидкости на пористой поверхности

• Автор: Соловьев, Сергей Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 254 с. : ил.

Российская Академия наук Объединенный институт высоких температур
На правах рукописи СОЛОВЬЕВ Сергей Леонидович
КИПЕНИЕ И ИСПАРЕНИЕ ЖИДКОСТИ НА ПОРИСТОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Специальность - 01.04.14 - Теплофизика и молекулярная физика
доктора технических наук
МОСКВА

СОДЕРЖАНИЕ

Список обозначений
Введение
1.ТЕПЛООБМЕН ПРИ ИСПАРЕНИИ ЖИДКОСТИ НА КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТОЙ ПОВЕРХНОСТИ
1.1 .Испарение с поверхности одиночного мениска
1.2.Теплообмен при испарении жидкости на капиллярно-пористой поверхности
1.3.Модель теплообмена при испарении слабых бинарных растворов на пористой поверхности
Выводы к главе
2.ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ НА ПОВЕРХНОСТИ С КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫМ ПОКРЫТИЕМ.
2.1.Постановка задачи исследования
2.2.Физическая модель процесса
2.3.Математическое описание переноса теплоты и движения фаз в пористом слое
2.4.Результаты численного решения, влияние характеристик пористого слоя и теплофизических свойств жидкости на интенсивность теплообмена
2.5.Теплообмен при вскипании жидкости в порах. Гистерезис теплоотдачи
2.6.Основные типы кривых кипения на капиллярно-пористых
покрытиях
2.7.Модель теплообмена при кипении на капиллярно-пористом покрытии в условиях вынужденного движения недогретой жидкости

Выводы к главе
3.АНАЛИЗ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КИПЕНИИ НА КАПИЛЛЯРНОПОРИСТОЙ ПОВЕРХНОСТИ МЕТОДАМИ ПОДОБИЯ
3.1. Принцип разбиения капиллярно-пористых структур на классы подобных. Условия подобия теплообмена
3.2. Обобщение экспериментальных и расчетных данных по теплообмену
Выводы к главе
4.РАЗВИТОЕ ПУЗЫРЬКОВОЕ КИПЕНИЕ ЖИДКОСТИ НА ГЛАДКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1. Физическая модель
4.2. Математическое описание
Выводы к главе
5.КРИЗИС ТЕПЛООБМЕНА
5.1.Кризис теплообмена при кипении в условиях большого объема
5.1.1 .Гидродинамическая модель кризиса теплообмена на капиллярнопористом покрытии
5.1.2.Тепловая модель кризиса внутри пористого слоя
5.2.Модель кризиса кипения при движении жидкости в каналах при высоких значениях массовой скорости и недогрева
5.2.1.Кризис теплообмена в каналах с гладкими стенками
5.2.2.Кризис теплообмена в каналах с капиллярно-пористыми покрытиями
Выводы к главе
6.РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПАРИТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО ПО ПРИНЦИПУ ПЕРЕВЕРНУТОГО МЕНИСКА
6.1 .Описание принципа работы испарителя

поверхности стекла в интервале температур 4,4т 15,5 °С. Поэтому, строго говоря, использование (1.2) для системы металл - смачивающая жидкость может привести к некоторым погрешностям, но тем не менее позволяет количественно определить влияние поверхностных сил на процесс переноса теплоты при испарении.
Под воздействием расклинивающего давления по высоте мениска будут изменяться температура насыщения на поверхности мениска Тт и давление насыщения Рг . Для определения Р, воспользуемся формулой Кельвина, с помощью которой обычно определяют давление насыщения над искривленной поверхностью
Для смачивающих жидкостей величина Ра отрицательная, поэтому чем тоньше пленка (и соответственно больше абсолютное значение Ра), тем существеннее снижение давления насыщения Рг по сравнению с величиной Ра(Тт), рассчитанной на линии насыщения.
Толщина равновесной пленки 5о определяется из условия прекращения испарения Рг =РЯ(Т5) и соответственно Тщ-Тг. С помощью формулы Клапейрона-Клаузиуса и соотношений (1.2) и (1.3) имеем
По данным [12] для воды на кварцевом стекле а= 1,57; £=0,0243. Численный расчет (1.4) при Т№-Д.= 1 К дает д0~ 18 нм. В слое такой толщины укладывается всего около десяти молекул, причем величина расклинивающего давления составляет Ра = -5,13 МПа. Рост перегрева стенки Тк- Т8 приводит согласно (1.4) к дальнейшему снижению д0.

(1.4)