Перенос тепла, массы и импульса в испарительно-конденсационных теплообменниках

• Автор: Шульц, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 271 с. : ил.

Условные обозначения

Индексы

Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА В ТТ

1.1. Гидродинамика парового потока

1.2. Тепломассообмен в парогазовой области тепловой трубы при наличии неконденсирующегося газа

1.3. Устойчивость течения в зоне испарения

1.4. Устойчивость течения в зоне конденсации

1.5. Объемная конденсация и структура парового потока

1.6. Влияние радиации на структуру парового потока

1.7. Динамика переходных процессов в ИКТ

1.8. Методы расчета физических ограничений теплопереноса
1.9. Практика расчетов жидкометаллических ТТ
1.10. Кипение и конденсация в электрическом поле
1.10.1 Механизмы интенсификации теплообмена электрическим полем при конденсации
1.11. Повышение эффективности функционирования ИКТ
1.12. Теоретические основы ЭГД ИКС
1.13. Методика построения электрогидродинамических испарительно - конденсационных систем (ЭГД-ИКС)
1.14. Сбор конденсата на теплообменной поверхности и его возврат в зону испарения
1.15. Применение неоднородного электрического поля для прокачки теплоносителя в зону испарения

1.16. Изменение переносных свойств фитилей электрическим полем
1.17. Исследование теплообмена в поле центробежных сил
1.18. Исследование тепло-и массопереноса во вращающейся ТТ
1.19. Выводы к главе
1.20. Постановка задачи исследования механизмов
переноса тепла, массы и импульса в ИКТ
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕПЛОВЫХ ТРУБАХ
2.1. Оборудование и аппаратура
2.2. Система измерений
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА В ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕПЛОВЫХ ТРУБАХ
3.1. Решение обратной задачи нестационарной теплопроводности
3.2. Анализ результатов расчета
3.3. Выводы к главе
Глава 4. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИКИ И СТРУКТУРЫ ПАРОВОГО ПОТОКА В ИКТ
4.1. Влияние гетерофазных флуктуаций на показатель преломления рабочей среды
4.2. Флуктуации энтальпии
4.3. Рассеяние света в рабочей среде
4.4 Разработка методики расшифровки интерферограмм
4.5. Разработка методики определения энтальпии неравновесного парового потока в ИКТ

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ТЕЧЕНИЯ НЕРАВНОВЕСНОГО ПАРОВОГО ПОТОКА
5.1. Приборы и оборудование экспериментального стенда
5.2. Рабочий участок (модель ТТ)
5.3. Минимизация дифракционных искажений
в рабочем участке
5.4. Настройка интерферометра
Глава 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
ОПТИЧЕСКИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В НЕРАВНОВЕСНОМ ПАРОВОМ ПОТОКЕ ИКТ
6.1. Результаты визуализации неравновесного парового потока
6.2. Обработка результатов эксперимента по
визуализации течения
6.3. Определение энтальпии неравновесного парового потока
6.4. Определение содержания НКГ в ТТ
6.5. Гидродинамика парового потока
6.6. Устойчивость парового потока в ИКТ
6.7. Гидродинамика парового потока при наличии НКГ
6.8. Структура парового потока
6.9. Обсуждение результатов эксперимента по структуре неравновесного парового потока
6.10. Оценка степени метастабильности неравновесного
парового потока
6.11. Скачок конденсации при запуске ТТ
6.11.1. Результаты визуализации теневым методом
6.11.2. Влияние скачка конденсации на переходные
процессы в ИКТ

где Ти - температура поверхности жидкости; Р3 - давление насыщенного пара при температуре Гм; Рп - давление пара у поверхности жидкости; Тп -температура насыщения пара у границы раздела фаз; ц, Я -относительная молекулярная масса и универсальная газовая постоянная, соответственно; / - коэффициент испарения (конденсации), для чистой поверхности теплоносителей, близкий к единице.
Для зоны конденсации массовый расход тк можно определить по формуле
8 Су'тг Рц Ра т« =(2пЯ Тп/ц)т
-1/2
/// - й - <1//2-///+ % р/рп(т,/тг1)
(1.19)
Система уравнений (1.18) позволяет при достоверных значениях коэффициентов Да и £ найти распределение параметров пара по длине зон испарения и конденсации как для ламинарного, так и для турбулентного потоков (знак плюс в правой части первого и третьего уравнений относит их к зоне испарения, знак минус - к зоне конденсации). Количество конденсирующегося пара на единицу длины парового канала пг определяется из условий неравновесного тепло- и массопереноса при испарении и конденсации, сопровождающихся скачками температуры на поверхности раздела фаз. При этом принимается модель равновесного двухфазного состояния пара, согласно которой пар представляет собой равновесную смесь идеального газа и жидкости. Считается, что при достоверных значениях коэффициентов Д £ и а, данный подход позволяет правильно описать распределение параметров пара по длине зон испарения