Исследования плёночного режима теплообмена и кризиса при кипении недогретой жидкости

• Автор: Лексин, Максим Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Анализ исследований по плёночному и переходному

кипению насыщенной и недогретой жидкости

§1.1. Основные подходы к описанию плёночного кипения насыщенной

жидкости

§1.2. Особенности плёночного кипения жидкости, недогретой до

температуры насыщения

§ 1.3. Анализ существующих подходов к описанию кризиса кипения

1.3.1 Кризис кипения насыщенной жидкости в большом объёме

1.3.2. КТП при кипении с недогревом в большом объёме
1.3.3 Кризис кипения при вынужденном обтекании поверхности
нагревателя
§1.4. Влияние нестационарности на процесс кипения
Глава 2. Экспериментальная установка по изучению интенсивного
охлаждения металлического шара в недогретой жидкости
§2.1. Описание экспериментальной установки
§2.2. Результаты предварительных экспериментов
Глава 3 Методика восстановления граничных условий на поверхности по
измеренной температуре внутри шара
§3.1.Подходы к решению обратной задачи теплопроводности
§3.2. Программа «БОЫа» для нахождения коэффициентов теплоотдачи по
экспериментальным термограммам
Глава 4 Результаты исследования при кипении теплоотдачи на поверхности
шаров
§4.1.Сопоставление с известными зависимостями для кипения насыщенной
жидкости
§4.2. Обсуждение основных результатов экспериментальных исследований

Глава 5 Приближенная модель теплообмена в условиях устойчивого
плёночного кипения недогретой жидкости
§5.1 .Основные положения модели
§5.2. Результаты сравнения расчётов КТО по предложенной модели с
экспериментальными данными
Глава 6 Приближенная модель кризиса кипения недогретой жидкости на горизонтальных цилиндрических нагревателях в условиях свободного и
вынужденного течения
§6.1.Основные положения модели
§6.2. Сравнение с опытными данными
§6.3. Влияние вязкости на кризис
§6.4. Кризис кипения при вынужденном обтекании поверхности
горизонтального цилиндрического нагревателя
Основные результаты
Обозначения
Литература
Приложение П
Приложение П
Приложение П.З
Приложение П
Приложение П
Приложение П
Приложение П
Введение

В современных технологиях важную роль играют процессы интенсивного охлаждения нагретых поверхностей различными жидкостями. Процесс кипения жидкостей используется как один из наиболее интенсивных способов отвода теплоты, и уже долгое время привлекает внимание исследователей. Выполнено и проводится большое число экспериментальных и теоретических работ по изучению как интегральных закономерностей, так и механизма теплообмена при кипении. В результате в настоящее время можно говорить о заметном прогрессе в понимании этого очень сложного процесса. Потребность в теории кипения велика: развитие энергетики, прежде всего атомной, но также малой энергетики и альтернативной, теплотехники, электроники, автомобильной, авиа и ракетной техники, требует создания высокоэффективных теплообменных аппаратов кипящего типа. Только на основе количественной теории процесса кипения могут строиться теории теплообмена и кризиса при кипении, теплофизические расчеты атомных реакторов кипящего типа и иных теплообменных аппаратов. Развитие современной экспериментальной техники и новых методов диагностики в последние годы также показывает, что имеющиеся представления о процессе кипения нуждаются в корректировке. Расчетные формулы и методы, основанные на осредненных характеристиках процесса, правильно отражают влияние основных параметров на интенсивность теплоотдачи, однако, как правило, не способны учесть влияние индивидуальных особенностей поверхности теплообмена, которое может быть весьма существенным.
Режимы кипения принято характеризовать зависимостью плотности теплового потока д, снимаемого жидкостью с поверхности нагрева, от разности температур поверхности нагрева Тс и насыщения жидкости Тх при заданном давлении(Д7’с). Кривая зависимости д—/(АТс) носит название

Рис.1.8 Рабочий участок экспериментальной установки работ [21, 24]
В работе [25] по исследованию кризиса кипения фреона Я-113 рабочий участок состоял из двух основных элементов: собственно рабочего участка и канала, в котором он был установлен. Первый представлял собой бесшовную трубку диаметром 5,33/6,35 мм, изготовленную из нержавеющей стали и имеющую нагреваемый участок длиной 76,2 мм. Рабочий участок был расположен горизонтально на равном удалении от параллельных стенок канала прямоугольного сечения 19,1x76,2 мм (см рис. 1.9)
Сеченов А~А Сечение В-В
Рис. 1.9 Рабочий участок экспериментальной установки работы [25]