Моделирование и разработка метода расчета процесса парообразования при взаимодействии полимерных растворов с высокотемпературной поверхностью

• Автор: Полев, Владислав Александрович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 114 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И КРИТЕРИИ
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕЖФАЗНЫЙ ТЕПЛОМАССООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ
1.1 Режим пленочного кипения и теплообмен вокруг сферической частицы
1.2 Проблема определения теплоотдачи в переходной области кипения
1.3 Пузырьковое кипение на теплоотдающих поверхностях
1.4 Термореологический фактор
1.5 Теплообмен при кипении полимерных растворов
1.6 Закалочное охлаждение в полимерных жидкостях и особенности течения процесса термообработки элементов энергетических установок
1.7 Выводы
2. ИСПАРЕНИЕ С ПОВЕРХНОСТИ СЛОЯ ПОЛИМЕРНОГО РАСТВОРА ПРИ ТЕПЛОВОМ УДАРЕ
2.1 Физическая постановка задачи
2.2 Математическая постановка задачи об испарении полимерного раствора из горизонтального слоя

2.2.1 Уравнение движения подвижной границы
2.2.2 Уравнения теплопроводности и диффузии
2.2.3 Начальные и граничные условия 51 2.3 Аналитическое решение
2.3.1 Получение безразмерной системы уравнений и ее линеаризация
2.3.2 Прямое преобразование Лапласа
2.3.3 Обратное преобразование Лапласа
2.4Алгоритм и численное решение
2.5 Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ПЛЕНОЧНОГО КИПЕНИЯ НА СФЕРИЧЕСКОЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
3.1 Моделирование теплообмена при пленочном кипении
3.2 Физическая постановка задачи и вывод основных уравнений
3.3 Линеаризованный анализ
3.4 Описание алгоритма и вычислительного эксперимента
3.5 Выводы

4. СВОБОДНО - КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ ПОЛИМЕРНОГО РАСТВОРА НА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАСТИНЕ
4.1 Состояние вопроса
4.2 Исследование процесса парообразования при контакте полимерного раствора с нагретой вертикальной пластиной
4.2.1 Постановка задачи и особенности кипения полимерных растворов
4.2.2 Динамика и теплообмен в паровой фазе
4.2.3 Автомодельное решение
4.2.4 Численное решение
4.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 93 Приложение
Приложение

Переходя к анализу рассмотренных экспериментальных результатов, выделим основные физические факторы, проявление которых возможно при кипении растворов высокомолекулярных соединений. К их числу следует отнести изменения капиллярных сил на межфаз-ных границах в присутствии полимеров, адсорбцию макромолекул на греющей поверхности, увеличение числа слабых точек [77] в растворе, способствующее росту количества зародышей, термодинамические особенности системы полимер - растворитель, влияние макромолекул на диффузионный массоперенос при испарении растворителя, гидродинамику конвективных течений в кипящем слое, проявление реологических свойств раствора.
Роль капиллярных эффектов неоднократно указывалась в качестве одной из причин интенсификации теплообмена, поскольку многие полимеры (в частности, ГЭЦ и ПЭО) обладают свойством уменьшать коэффициент поверхностного натяжения. Вследствие этого понижается работа образования зародыша [78] и уменьшается критический размер пузырька.
Следует однако указать, что только капиллярными явлениями интегральный эффект роста теплоотдачи в предельно разбавленных растворах нельзя объяснить, т. к. основное изменение ст происходит в области низких концентраций полимера (С<= 50 ppm [68]) и при дальнейшем росте С величина а не изменяется, тогда как а продолжает расти. Более того, ПАА, например, вообще не относится к числу ПАВ. Нельзя не отметить также, что в присутствии полимера изменяется значение не только о, но и угла смачивания. Как показано в [79], этот фактор может приводить к проявлению противоположной тенденции.