Критические (предельные) тепловые потоки при кипении воды и водных растворов в капиллярных и кольцевых каналах в условиях работы систем охлаждения РЭА

• Автор: Кожелупенко, Юрий Дионисович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Одесса
• Количество страниц: 173 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИДЕЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ДВИЖЕНИИ В ПАРОГЕНЕРИРУЮЩИХ КАНАЛАХ ТЕПЛОНАГРУЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА II

1.1. Исходные положения . II

1.2. Анализ существующих сведений о критических тепловых потоках при вынужденном движении в капиллярных
каналах.
1.3. О возможности определения критических тепловых нагрузок для чистых жидкостей и смесей .
1.4. Анализ существующих сведений о критических тепловых нагрузках при малых скоростях движения в кольцевых каналах

1.5. Экспериментальные методы фиксации критических

тепловых потоков

Выводы. Постановка задачи .

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Описание схемы циркуляционного контура .
2.2. Описание рабочих участков .
2.3. Методика экспериментального определения критических тепловых потоков и исследование механизма кипения
в кольцевых каналах
2.4. Погрешности определения экспериментальных величин
Глава 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Критические тепловые потоки при вынужденном течении
в капиллярных каналах
3.2. Результаты визуальных наблюдений и режимы движения
в кольцевых каналах .
3.3. Некоторые частные зависимости для критических тепловых потоков при вынужденном движении в горизонтальных кольцевых каналах
В ы в о д ы .
Глава 4. ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ КРИЗИСОВ
ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ТЕЧЕНИИ НЕДОГРЕТОЙ ВОДЫ И ВОДНЫХ
РАСТВОРОВ ЭТИЛЕН ЛИКОЛЯ В КАПИЛЛЯРНЫХ И КОЛЬЦЕВЫХ
КАНАЛАХ. ОБОБЩЕНИЕ ОПЫТНЫХ ДАННЫХ. Ю
4.1. Модифицированное соотношение гидродинамической
теории кризисов теплообмена .
4.2. О возможности применения гидродинамической теории кризисов теплообмена при кипении бинарных смесей
в капиллярных каналах . ЮЬ
4.3. Физическая модель и основные соотношения, определяющие кризисные явления при снарядном режиме движения в кольцевых каналах. III
4.4. Теплогидродинамическая модель и основные соотно шения, определяющие предельные тепловые потоки при расслоенном режиме течения в кольцевых ка
налах .
В ы в о д ы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Кризисные явления, определяющие предельные тепловые потоки в снарядном режиме, возникают тогда, когда время су -ществования парового снаряда в канале оказывается больше суммы времени распада жидкой пленки, образования сплошного "су -хого" пятна и перегрева стенки до температуры метастабильного состояния. Наступление расслоенного режима даже при малых тепловых потоках ведет к повышению перегрева стенки, что и определяет величину предельных тепловых потоков. В пузырьковом и эмульсионном режимах закономерности критических тепловых потоков согласуются с модифицированным соотношением гидродинамической теории кризисов теплообмена. В различных областях техники широко используются элементы с высокой плотностью тепловыделения Вт/м^). В этом случае тепловые режимы приборов обеспечиваются специальными системами охлаждения. Специфика систем охлаждения определяется условиями работы при -боров: температурным режимом, удельными тепловыми потоками на поверхности элементов, режимом работы приборов. В таблице І. РЭА. Использование для теплонагруженных приборов систем жид -костно-испарительного охлаждения позволяет уменьшить массога -баритные характеристики и обеспечить тепловой режим прибора при минимальных температурных напорах. В том случае, когда теплоноситель выбран таким образом, что температурный режим прибора обеспечивается за счет испарительного режима работы системы охлаждения, одной из основных задач является предотвращение кри -зиса. Поэтому при проектировании испарительных систем охлаждения, наряду с режимными параметрами работы системы, необходимо знать величину предельных тепловых потоков, которые определяют область надежной работы прибора и системы охлаждения в целом. СВЧ • • # ОКГ ! СО круглый канал с/: ? С^кр гидродинамической нестабильности контура циркуляции. В целом диапазон режимных параметров ГИС определяется условиями работы приборов типа ОКГ (см. I м/с) ско -ростями в кольцевых каналах (5= 0,5-2 мм) в диапазоне недо -гревов от до К. В настоящее время установлено, что в общем случае на ве -личину критического теплового потока влияют геометрические характеристики (диаметр, толщина, длина, шероховатость, ориентация и конфигурация канала), режимные параметры (давление,недо-грев и скорость движения теплоносителя, условия теплоподвода) и теплофиэические свойства как самого теплоносителя, так и поверхности нагрева. При этом кризис теплоотдачи осложняется наличием гидродинамической и термической неравновесности потока, особенно проявляющейся при больших недогревах и высоких тепловых потоках. Несмотря на значительное количество работ, посвященных изучению явления кризиса теплоотдачи при вынужденном движении, обзор которых можно найти в [,] , сравнительно небольшая часть исследований проведена при низких давлениях. На рис. Рис. Экспериментальные исследования критических тепловых потоков в цилиндрических каналах теплоноситель - вода; ф - А. П.Орнатский, § - А. П.Орнатский, А. М.Кичигин [] ; В- П. И.Поварнин, С. Г.Семенов [б4],д-В. И.Субботин и др. В.К. Дорощук, Л. З.Л. Ыиропольский, М. Б.Шицман []; Г - А. Н.Васильев, П. Л.Кириллов [7]; ^- И. В.Кронин и др. О - К. И.Арефьев, И. А.Гнедина; ф - А. Н.Рябов, Б. В.Н. Смолин и др. Стерман и др. Р.И. В - В. И.Толубинский [во] , этиловый спирт, ацетон, этиленгли-коль, смеси; | - П. И.Поварнин [бЗ], этиловый спирт; V -Ю. Е.Похвалов, И. В.Кронин, этиловый спирт; ф - Б. С.Петухов [], гелий; 6 - Л. Б.Штоколов []; • - В. СО РЭА. Хотя между отдельными работами наблюдаются некоторые расхождения в количественных оценках <^кр » несмотря на это, качественный характер влияния отдельных параметров представляется довольно определенным. Известно, что влияние размеров поперечного сечения канала на критические тепловые потоки начинает сказываться в тех случаях, когда они соизмеримы с отрывными диаметрами пузыря. Из рис. Систематические исследования кризиса теплоотдачи в капиллярных каналах при вынужденном движении воды были проведены в Киевском политехническом институте (КПИ) под руководством А. П.Орнатского. Исследовалось влияние длины и диаметра обогреваемого канала []на критические тепловые потоки в широком диапазоне давлений, недогревов [] и скоростей.