Переходные процессы при кипении и испарении

• Автор: Павленко, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 449 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список принятых обозначений
Введение С'1&5с 1 "3
ГЛАВА 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ.
1.1. Экспериментальная установка и методика исследования кризиса кипения в жидкости при нестационарном тепловыделении в условиях естественной конвекции.
1.2. Методика проведения экспериментов по исследованию динамики переходных процессов при кипении и устойчивости границы смены режимов кипения.
1.3. Мегодика проведения экспериментов по исследованию характеристик течения пленки криогенной жидкости по вертикальной поверхности в адиабатических и неациабатических условиях.
1.4. Экспериментальная установка и методика исследований теплообмена и кризисных явлений при кипении и испарении в стекающих пленках насыщенной жидкости.
ГЛАВА 2. КРИЗИС ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОМ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИИ.
2.1. Краткий обзор литературы, характеризующий состояние вопроса.
2.2. Минимальный критический тепловой поток при ступенчатом и периодическом импульсном тепловыделениях. Влияние режимных параметров, размеров нагревателя, наведенной конвекции в жидкости.
2.3. Время ожидания вскипания жидкости при нестационарном тепловыделении.
2.4. Влияние темпа и закона нарастания тепловыделения на критический тепловой поток.
2.5. Анализ условия наступления кризиса теплоотдачи и модельное описание кризиса при нестационарном тепловыделении. Обобщение экспериментальных данных по величине нестационарного критического теплового потока.
Выводы к главе 2.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ
ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ КИПЕНИИ. ТЕПЛОВАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЛОКАЛЬНЫХ ОЧАГОВ ПЛЕНОЧНОГО КИПЕНИЯ.
3.1. Состояние вопроса.
3.2. Исследование динамики смены режимов кипения на теплоотдающей поверхности. Равновесие границы пузырькового и пленочного режимов кипения.
3.3. Численное моделирование развития локальных очагов пленочного кипения.
3.3.1. Влияние граничных условий на фронте смены режимов кипения на поведение локальных очагов пленочного кипения.
3.3.2. Эволюция развития и устойчивость одномерных и круглых (на плоской поверхности) очагов пленочного кипения.
3.3.3. Влияние нестационарного характера теплообмена в различных зонах фронта смены режимов кипения на динамику развития и устойчивость очагов пленочного кипения.
3.4. Исследование самоподдерживающихся режимов распространения фронтов испарения в перегретой жидкости при нестационарном тепловыделении.
Выводы к главе 3.
ГЛАВА 4. ТЕПЛООБМЕН И КРИЗИСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В СТЕКАЮЩИХ ПЛЕНКАХ НАСЫЩЕННОЙ ЖИДКОСТИ.
4.1. История вопроса.
4.1.1. Волновые характеристики стекающих пленок.
4.1.2. Устойчивость и теплоотдача в стекающих пленках жидкости.
4.2. Исследование течения пленки криогенной жидкости по вертикальной поверхности в адиабатических условиях. Анализ полученных результатов по визуал изации течения и измерению локальной толщины волновой пленки жидкости.
4.3. Исследование динамики течения по вертикальной повер>пюсти интенсивно испаряющейся волновой пленки жидкости.
4.4. Исследование возникновения «сухих» пятен и развития кризиса теплоотдачи. Критический тепловой поток и регулярные структуры при течении пленки насыщенной жидкости по вертикальной обогреваемой поверхности.
4.5. Модельное описание кризиса теплоотдачи при испарении в области малых чисел Рейнольдса Обобщение опытных данных по критическому тепловому потоку при испарении и кипении в стекающих пленках насыщенной жидкости.

нарастания тнар изменялась в пределах (2-10-4 - 60) с, что позволило
исследовать области от предельно нестационарного тепловыделения до квазистационарного режима. В этих условиях была предусмотрена возможность организации дополнительного импульса тепловыделения регулируемой амплитуды и длительности перед основным «набросом». «Наброс» тепловыделения мог осуществляться также и при наличии на нагревателе предварительного стационарного тепловыделения различной интенсивности.
Измерение времени ожидания вскипания жидкости при нестационарном тепловыделении.
Опытные значения времени ожидания вскипания азота при
ступенчатом и периодическом импульсном тепловыделениях измерялись по моменту регистрации резкого изменения акустического сигнала пьезоэлектрического датчика, воспроизводимого на фотографиях. Эксперименты проводились на линии насыщения. Погрешность измерения времени ожидания вскипания, связанная с временем прохождения сигнала в жидкости и частотными искажениями в датчике, не превышает 10'4 с, что на два и более порядка меньше характерного времени гнк. при нестационарном тепловыделении в азоте. При периодическом импульсном тепловыделении длительность каждого импульса гх оставалась постоянной и была равна 1 с (что заведомо больше времени тнк ). Длительность между импульсами г2 варьировалась в пределах 1+120 с.
Оценка погрешностей эксперимента.
Плотность теплового потока на нагревателе определялась по
формуле:
где: ?./(в)- падение напряжения на рабочем образце, ./(а)- сила тока, протекающего через шунт, 8 (м2)- площадь. Относительные погрешности