Разработка экспериментальных и теоретических методов исследования доасимптотического развития паровых и парогазовых пузырьков при кипении жидкостей на твердой поверхности

• Автор: Яундалдер, Сигурд Робертович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Рига
• Количество страниц: 206 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЗАРОЖДЕНИЕ И НАЧАЛЬНАЯ СТАДИЯ РАЗВИТИЯ ПАРОВОЙ ФАЗЫ ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТЕЙ по литературным источникам

IЛ.Зародышеобразование при кипении жидкостей

1.2.Начальная стадия развития паровых и газовых пузырьков.

1.3.Исследование распределения температуры в тепловом пограничном слое

1.4.Рост паровых пузырьков на твердой поверхности нагрева.

1.5. Выводы и постановка задачи

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ МЕГО

ДОМ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ.
2.I.Оптические методы исследования теплообмена в
жидкостях.
2.2.Описание экспериментальной установки и методики
проведения эксперимента.
2.3. Результаты эксперимента и их анализ.
2.4.В ы в о д ы
ГЛАВА 3. ЗАРОЖДЕНИЕ ПАРОВОЙ ФАЗЫ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ
ПЕРЕГРЕТОЙ ЖИДКОСТИ.
3.1. Обоснование выбор методики эксперимента и обработки данных.
3.2.Возможный механизм зарождения паровой фазы при электролизе перегретой жидкости
3.3. Экспериментальное исследование зародышеобразо
вания при электролизе перегретой жидкостиПО
3Анализ результатов эксперимента и влияния кинетических процессов на начало кипения жидкостей
3.4.2.Кинетическая модель начала кипения жидкостей.
3.5. В ы в о д ы.
ГЛАВА 4. НАЧАЛЬНЫЙ РОСТ ПАРОГАЗОВЫХ ЗАРОДЫШЕЙ В
ПЕРЕГРЕТОЙ ЖИДКОСТИ
4.1.Методика проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных.
4.2.Анализ характеристических данных времен начальной стадии роста парогазовых зародышей.
4.3. Модель роста парогазовых пузырьков в начальной стадии развития
4.4. В ы в о д ы.
ГЛАВА 5. МОДЕЛЬ РОСТА ПАРОВЫХ ПУЗЫРЬКОВ В ТЕПЛОВОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ ЯВДЮСТИ НА ТВЕРДОЙ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА
5.1.Зависимости для скорости роста паровых пузырьков в ТЛС
5.2.Модель изменения толщины микрослоя жидкости в основании растущего парового пузырька.
5.3. В ы е о д ы
ВЫВОДУ
ЛИТЕРАТУРА


Очевидно необходимо обеспечить такое тепловыделение, которое значительно превысило бы сток тепла в готовые центры парообразования. Ударный режим можно осуществить за счет поглощения жидкостью мощного инфракрасного излучения или лазерного луча [ 4] , путем быстрого нагрева электролитов, металлических проволочек электрическим током [,бз] . Рис. Изменение перегрева во времени [] при различных тепловых . Этими же авторами отмечается, что согласие с опытом еще не означает правильности всех исходных предпосылок теории гомогенного зародышеобразования. В кинетической теории нуклеации не требуется детальной информации о свойствах (р, 6>) пузырькоЕ, сильно отличающихся от критического размера. Согласие теории с опытом означает также, что оценка скорости перехода пузырька через критический размер сделана без большой ошибки е порядке величины. Экспериментальные исследования последних лет показали, что как при гомогенном зародышеобразовании[&9,} , так и при гетерогенном зародышеобразовании ? Этот факт теорией гомогенной нуклеации пока не учитывается. Однако присутсвие инертного газа в пузырьке изменит вид уравнения механического равновесия пузырька с окружающей средой. Это означает, что закипание произойдет при более низких температурных напорах. Далее мы увидим, что присутствие инертного газа в пузырьках при закипании играет во многих случаях определяющую роль. Говорить о теории зародышеобразования на твердой поверхности пока еще, очевидно, рано. Можно лишь остановиться на отдельных экспериментальных и теоретических разработках,освещающих отдельные стороны начала кипения на твердой поверхности. Определенный интерес представляет также ряд экспериментальных фактов, не имеющих до сих пор достаточно однозначного теоретического разъяснения. Начало кипения на твердых поверхностях оказалось невозможно объяснить теорией гомогенной нуклеации. Температурные напоры начала кипения на твердых поверхностях (здесь в основном имеют в виду металлы), оказались в десятки и сотни раз меньше, чем для гомогенной нуклеации. Для известных на практике пар "твердая поверхность - жидкость" краевой угол смачивания меняется в интервале 0°4-°. К. •Экспериментальное [,,II 1,2 ] и теоретическое^, ] обоснование предположения, что пузырьки пара вырастяют из впадин на твердой поверхности также дало возможность объяснить снижение работы образования пузырька во впадине не более, чем в два раза, ^ти соображения и привели исследователей процесса кипения к убеждению, что на реальных поверхностях во впадинах всегда существуют включения в виде инертного газа или пара. Исходя из это го предположения, ставились задачи изучения начала кипения на твердой поверхности. Очевидно первой задачей может считаться установление связи между размерами впадин и температурным напором начала кипения. Сю ] . Это сравнение выявило явное качественное и количественное несогласие экспериментальных данных и предсказаний теории. Это, пожалуй, можно объяснить, исходя даже из предположения о существовании готовых центров парообразования. Во-первых, для впадин на реальных поверхностях до сих пор не существует единой системы геометрических характеристик. Очевидно радиус устья впадины не может однозначно характеризовать впадину как потенциальный центр парообразования. Во-вторых, экспериментальные данные по теплообмену при кипении, как правило,не сопровождаются характеристиками теплоотдающей поверхности (обычно говорится о классе чистоты обработки поверхности). Очевидно существенным для кипения является не только среднеквадратическая шероховатость поверхности, т. Авторы работ [,4,6,6 ] считают, что теплоотдающую способность поверхности нагрева, наряду с распределением впадин по размерам, характеризует форма впадин, зависящая от способа обработки теплоотдающей поверхности. Майкик и Росеноу [1] учитывали характеристики греющей поверхности при корреляции данных по кипению в большом объеме. В-третьих, температурный напор начала кипения зависит от объема пара или газа во впадине. Объем же их зависит от множества факторов и может во времени меняться (время контакта жидкости с металлом).