Взрывное вскипание диспергированных жидкостей

• Автор: Буланов, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 284 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Список основных обозначений

1. Введение

2. Взрывное вскипание и метастабильные состояния жидкости

2.1. Основные определения

2.1.1. Взрывное вскипание

2.1.2. Перегретое состояние жидкости

2.2. Теплофизические свойства перегретой жидкости

2.2.1. Достижимый перегрев

2.2.2. Удельные объемы

2.2.3. Вязкость
2.2.4. Теплопроводность
2.2.5. Другие свойства
2.3.Особые свойства перегретой жидкости. Динамическое поверхностное натяжение
2.3.1. Природа динамического поверхностного натяжения
2.3.2. Методика измерений
2.3.3. Теоретическое обоснование метода
2.3.4. Поправка на неравновесную форму мениска
2.3.5. Результаты измерений
3. Экспериментальное исследование взрывного вскипания жидкости
3.1. Взрывное вскипание капелек жидкости при температурах предельного перегрева
3.2. Вскипание жидкого азота и раствора гелия в азоте при разгерметизации криорезервуара
' 3.3. Экспериментальное исследование низкотемпературных ("готовых") центров кипения
3.3.1. Модель низкотемпературного центра кипения
3.3.2. Время активации центров кипения на твердой поверхности
3.3.3. Цепная активация низкотемпературных центров кипения в капельках н-пентана
3.3.4. Поверхностное вскипание капелек
3.4. Результаты опытов по низкотемпературным центрам кипения
4. Теплообмен с эмульсиями и методы управления вскипанием жидкости
4.1. Эмульсия как теплоноситель, основные определения
4.2. Методы измерения коэффициентов теплоотдачи
4.2.1. Атмосферное давление
4.2.2. Давления до 3,6 МПа
4.3.Основные результаты экспериментального изучения теплообмена
с эмульсией
4.3.1. Теплоотдача к чистой жидкости
4.3.2. Теплоотдача к эмульсии с низкокипящей дисперсной фазой
4.4. Методы управления числом центров кипения в эмульсии
4.4.1. Регулирование интенсивности теплоотдачи путем изменения среднего объема капелек дисперсной фазы эмульсии
4.4.2. Увеличение интенсивности пузырькового кипения при введении адсорбентов
4.4.3. Уменьшение интенсивности пузырькового кипения при введении ПАВ
4.5.Обобщение результатов по теплоотдаче к эмульсиям
5. Физические основы использования явления перегрева и взрывного вскипания жидкостей в новых областях техники
5.1. Методы интенсификации теплообмена . .
5.1.1. Интенсификация при введении в теплоноситель добавок. . . . • • -
5.1.2. Предлагаемые методы интенсификации теплообмена
5.1.2.1.Эмульсии, приготовленные из взаимно нерастворимых жидкостей
5.1.2.2.Эмульсии, приготовленные из ограниченно растворимых жидкостей
5.1.3. Особенности кипения эмульсии с низкокипящей дисперсной фазой
5.2.Получение пара с заданной степенью влажности
5.3.Дозирование малых порций жидкости
5.4. Генерирование импульсов давления в жидкости
5.5. Дисперсионный анализ эмульсий
5.5.1. Обзор методов дисперсионного анализа эмульсий
5.5.2. Предлагаемые методы дисперсионного анализа эмульсий

5.5.2.1. Определение дисперсионного состава по амплитуде импульсов давления
5.5.2.2. Определение дисперсионного состава эмульсии по температуре вскипания капелек
5.5.2.3.Седиментометрический метод анализа эмульсий с использованием явления взрывного вскипания капелек
5.5.2.4. Определение объемной концентрации эмульсии
5.5.2.5.Разрешающая способность метода вскипающих капелек
6. Заключение
Литература

при заданном среднем перепаде давлений Ар на концах капилляра, то есть время между двумя последовательными размыканиями контактов 4 и 3 мениском ртути. Здесь с1 диаметр трубки 5, Ь = И2- И; - расстояние между контактами. Затем на мембрану 15 вновь подавали газ с давлением р0 и установка возвращалась в исходное состояние.
Измерение вязкости выполнялось относительным методом. Расчеты производились по формуле Пуазейля с поправкой на кинетическую энергию [52,53]
77 =лт4 Артг/(8У1)-1,12рУ/(8л1тт), где г - радиус капилляра, / - его длина. Для относительного варианта измерений получили
77 = Стт -1,12рУ/(8л1тг)
Значение константы С находили из экспериментальных данных по опорному значению вязкости, в качестве которого брали вязкость г/0 исследуемой жидкости при температуре 100,0 °С и давлении 1,96 МПа. Данные по вязкости, полученные для стабильных состояний жидкостей при давлении 1,96 МПа, совпали с табличными данными [52].
Для увеличения глубины захода в область перегретых состояний необходимо было сократить объем перегреваемой жидкости. В рассматриваемой установке это достигалось за счет уменьшения длины участка 6, который имел существенно больший внутренний диаметр по сравнению с диаметром измерительного участка капилляра. На этом (на широком) участке жидкость прогревалась до заданной температуры. При дальнейшем уменьшении длины этого участка исследуемая жидкость уже не успевала прогреться до заданной температуры, и окончательный ее прогрев происходил в измерительном капилляре. Течение через капилляр становилось неизотермическим. В этом случае приходилось вводить специальную поправку. Опыты со стабильной жидкостью показали, что точность измерений мало изменяется, если окончательный прогрев жидко-