Теплообмен при кипении намагничивающихся нанодисперсных жидкостей на неограниченной поверхности в однородном магнитном поле

• Автор: Яновский, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 История исследования процесса кипения магнитных жидкостей
1.2 Исследования теплообмена при кипении магнитной жидкости на поверхностях цилиндра, пластины и шара
1.3 Теплообмен при кипении магнитной жидкости
на поверхности полого цилиндра
1.4 Исследования влияния магнитных полей на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на ограниченной поверхности
ГЛАВА 2. ТЕПЛООБМЕН ПРИ СТАЦИОНАРНОМ КИПЕНИИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ НА НЕОГРАНИЧЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ С ТОЧЕНЫМ ПОДВОДОМ ТЕПЛА В ОДНОРОДНОМ ПОСТОЯННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ
2.1 Объект исследования и его физические характеристики
2.2 Экспериментальная установка и методика проведения эксперимента.
2.3 Результаты экспериментального исследования влияния однородного магнитного поля на теплообмен при кипении магнитной жидкости на неограниченной поверхности с точечным подводом тепла
2.4 Теоретический анализ процесса теплообмена и влияния на него однородного магнитного поля при кипении магнитной жидкости на неограниченной горизонтальной поверхности
ГЛАВА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПУЗЫРЬКОВ ПАРА В ДВУХСЛОЙНОЙ СРЕДЕ МАГНИТНАЯ - НЕМАГНИТНАЯ ЖИДКОСТЬ
3.1 Экспериментальная установка и методика измерения частоты парообразования в двухслойной среде магнитная жидкость - вода
3.2 Результаты экспериментального исследования влияния магнитного поля на частоту парообразования в двухслойной среде магнитная жидкость - вода при кипении магнитной жидкости
3.3 Теплообмен при кипении в двухслойной среде
магнитная жидкость — вода
3.4 Динамика движения пузырька пара в двухслойной среде
магнитная жидкость-вода
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РОСТА ПУЗЫРЬКА ПАРА ПРИ КИПЕНИИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ НА НЕОГРАНИЧЕННОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1 Экспериментальная установка и методика модельного эксперимента
4.2 Отрывной объем капли магнитной жидкости в однородном постоянном магнитном поле
4.3 Частота отрыва капель магнитной жидкости в однородном постоянном магнитном поле
4.4 Анализ экспериментальных результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
а - температуропроводность жидкости;
С - константа;
О — диаметр пузырька пара в момент отрыва, м; f - частота отрыва пузырьков, с'1;

g — ускорение силы тяжести, м/с ;
Н— напряженность магнитного поля, А/м;
М— намагниченность магнитной жидкости, А/м;
М] - намагниченность на уровне теплоотдающей поверхности, А/м; М2 - намагниченность жидкости на уровне пограничного слоя, А/м; М5 - намагниченность насыщения магнитного материала, А/м; п - плотность центров парообразования, 1/м2;
— плотность теплового потока, Вт/м2;
Лсп— радиус «сухого пятна», м; г - радиус пузыря пара, м;
Т - абсолютная температура, К;
АТ = Т1У -Т3-температурный напор, К;
Ах - толщина неоднородно прогретого слоя жидкости, м;
[3- постоянная Лабунцова.
5 — толщина слоя жидкости, м; р- плотность вещества, кг/м3;
(Т- коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; г]- динамическая вязкость жидкости, Па с;
V - кинематическая вязкость, м2/с;
Л. - коэффициент теплопроводности, Вт/(м К);

градиент был направлен также как и сила тяжести, или чтобы градиент имел противоположное направление по отношению к силе тяжести. В первом случае процесс кипения можно было интенсифицировать, как отмечают авторы, путем включения внешнего магнитного поля напряженность около 35 кА/м. Увеличение напряженности неоднородного магнитного поля до 60 кА/м приводило к тому, что регистрация пузырьков пара в экспериментах начиналась в интервале температур 103-106°С. Увеличение напряженности внешнего приложенного магнитного поля до 86 кА/м приводило к тому, что появление пузырьков на осциллограммах происходило уже при температурах ядра жидкости выше 121°С. С дальнейшим ростом напряженности неоднородного магнитного поля до 106 кА/м, происходило снижение температуры ядра жидкости, при которой в экспериментах наблюдались пузырьки пара. В интервале температур ядра жидкости от 100°С до 140°С частота образования пузырьков пара достигала 4-5/с при напряженности магнитного поля 35 кА/м. При напряженности внешнего магнитного поля на уровне поверхности 60 кА/м частота образования пузырьков пара достигала значений 6-7,5/с. При последующем увеличении напряженности внешнего магнитного поля свыше 86 кА/м частота образования пузырьков пара немонотонно уменьшалась. Максимальное значение частоты образования 3/с достигается при температурах ядра жидкости в интервале от 110°С до 113°С. С ростом температуры ядра жидкости до 140°С приводит к тому, что частота отрыва пузырьков пара снижается до 0,7-1/с.
Для случая противоположного направления векторов градиента магнитного поля и силы тяжести, авторами отмечается, что в интервале напряженностей магнитного поля от 8 кА/м до 18 кА/м, происходит уменьшение частоты отрыва пузырьков. Начало процесса пароообразования с ростом напряженности магнитного поля смещается в сторону более высоких температуры ядра жидкости.