Процессы теплоотдачи при осадкообразовании в условиях естественной и электрической конвекции жидких углеводородных горючих и охладителей

• Автор: Алтунин, Константин Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Содержание

Список принятых сокращений и основных условных обозначений
Введение
Глава 1. Проблемы охлаждения и топливоподачи в энергоустановках и техносистемах на жидких углеводородных горючих и охладителях
1.1. Анализ теплофизического состояния жидких углеводородных
горючих и охладителей в энергоустановках и техносистемах
1.1.1. Анализ источников нагрева жидких углеводородных горючих
и охладителей
1.1.2. Особенности теплоотдачи к жидким углеводородным горючим
и охладителям
1.2. Анализ процесса осадкообразования
1.2.1. Негативность процесса осадкообразования
1.2.2. Условия возникновения и свойства углеродистого осадка
1.2.3. Существующие и перспективные способы
борьбы с осадкообразованием
1.3. Свойства жидких углеводородных горючих и охладителей
1.4. Анализ методик расчёта теплоотдачи к жидким
углеводородным горючим и охладителям
1.4.1. Методики расчёта теплоотдачи до процесса осадкообразования
1.4.2. Методики расчёта теплоотдачи при наличии слоя
углеродистого осадка
1.5. Анализ влияния электрических полей на тепловые процессы
в жидких углеводородных горючих и охладителях
1.5.1. Обзор научных исследований электрических полей
1.5.2. Анализ методик расчёта влияния электрических полей
на тепловые процессы в различных жидкостях
1.5.2.1. Разновидности электростатических полей и рабочих участков
1.5.2.2. Анализ методик расчёта влияния электрических полей
на коэффициент теплоотдачи в жидких средах
1.5.2.3. Анализ существующих критериев подобия электрической конвекции
1.5.2.4. Анализ методик расчёта влияния электростатических полей
на процесс осадкообразования
1.6. Анализ применения средств и способов борьбы с осадкообразованием
в существующих энергоустановках и техносистемах на жидких углеводородных горючих и охладителях
1.6.1. Топливно-охлаждающие каналы
1.6.2. Форсунки
1.6.3. Системы контроля за тепловыми процессами
1.7. Анализ способов интенсификации теплоотдачи
в энергоустановках и техносистемах
1.8. Анализ способов определения характеристик электростатических
полей в жидких углеводородных горючих и охладителях
1.9. Выводы по главе
Глава 2. Экспериментальная установка и рабочие участки для
исследований в условиях естественной конвекции жидкого углеводородного горючего (охладителя)
2.1. Экспериментальная установка и рабочие участки
для исследования теплоотдачи и осадкообразования
без электростатических полей
2.2. Экспериментальная установка и рабочие участки
для исследования теплоотдачи и осадкообразования с электростатическими полями
2.3. Экспериментальная оптическая установка Теп лера
2.4. Характеристика точности экспериментального оборудования
2.5. Методика, планирование и обработка экспериментальных

исследований
2.6. Выводы по главе
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований
3.1. Результаты экспериментальных исследований без применения
электростатических полей
3.2. Результаты экспериментальных исследований
с применением электростатических полей
3.3. Результаты визуализации тепловых процессов в жидких
углеводородных горючих и охладителях без влияния и с влиянием электростатических полей
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Разработка методик расчёта теплоотдачи и осадкообразования
4.1. Методики расчёта теплоотдачи и осадкообразования без влияния
электростатических полей
4.1.1. Методика расчёта осадкообразования
4.1.2. Методика расчёта теплоотдачи при осадкообразовании
4.2. Методика расчёта теплоотдачи при влиянии
электростатических полей
4.2.1. Разработка критерия подобия электрической конвекции
4.2.2. Методика расчёта влияния электростатических полей
на теплоотдачу до начала осадкообразования
4.3. Обобщение результатов экспериментальных исследований
и теоретических разработок
4.4. Методика определения теплоотдачи при осадкообразовании
в условиях естественной и электрической конвекции жидких углеводородных горючих и охладителей
4.5. Выводы по главе
Глава 5. Пути применения результатов исследований при создании
новой техники на жидких углеводородных горючих и охладителях
5.1. Разработка конструктивных схем форсунок ВРД

ленного уровня интенсификации теплообмена. Кроме того, по техническим причинам он не смог вести исследования при напряжениях, близких к области пробоя, т.к. был ограничен по напряжению областью существования коронного разряда. Наконец, Велкофф не исследовал, какое влияние на теплообмен оказывает изменение знака потенциала на проволоке.
Авторы [217] проводили эксперименты с азотом в условиях вынужденной конвекции при постоянном электростатическом поле различных напряжений (до 15 кВ). Ими было установлено, что при изменении полярности коэффициент теплоотдачи уменьшался (до 5%), хотя более ранние исследователи [206] приходили к выводу, что изменение полярности разряда не влияет на теплообмен. Проведенные ими опыты показали: что (если в газе не образуется электрический разряд) приложение высокого напряжения заметно не изменяет теплообмен; что при увеличении уровня электрической мощности дальнейшего увеличения теплоотдачи не происходило, хотя Велкофф [225] утверждал обратное.
Р.Мосс и Д.Грей [217] пришли к выводу, что силы, действующие со стороны электрического поля на ионы, являющиеся носителями электрического тока, передаются молекулами газа посредством столкновений. Объёмная сила, создаваемая этим взаимодействием, возбуждает движение газа. Конвекция газа под действием этого электростатического взаимодействия обычно называется электрическим ветром. Модель электрического ветра, предложенная авторами [217], объясняет причину снижения интенсивности теплообмена при высокой подводимой электрической мощности.
Кроме экспериментов с электростатическими полями, Р.Мосс и Д.Грей [217] провели опыты с переменным электрическим полем и обнаружили, что интенсификации теплообмена не происходит даже при очень небольших числах Рейнольдса и при частотах, близких к частоте акустического резонанса для теплообменной трубы.