Исследование процессов теплообмена на микроструктурированных поверхностях в испарителе теплонасосной установки

• Автор: Устинов, Виктор Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Содержание
Список обозначений
Введение
Виды теплообменных установок
Показатели эффективности работы ТНУ
Постановка задачи на исследование
Глава 1. Теплообмен при кипении в испарителях ТНУ
1.1 Физические основы пузырькового кипения
1.2 Интенсификация теплообмена в испарителях ТНУ
Глава 2. Экспериментальная установка для исследования теплообмена при кипении хладоиов в большом объеме
2.1 Экспериментальная установка
2.2 Технология получения микроструктурированных поверхностей
2.3 Программа проведения экспериментов
2.4 Погрешность опытных данных
Глава 3. Экспериментальные результаты по кипению на микроструктурированной поверхности
3.1 Кипение хладона Ю34а
3.1.1 Тандем А428 и А425
3.1.2 Тандем А437 и А425
3.2 Кипение жидкости РС-3284
3.2.1 Тандем А428 и А425
3.2.2 Тандем А437 и А425
3.3 Выводы
3.3.1 Влияние на процесс кипения нижней трубки
3.3.2 Влияние на процесс кипения геометрии микроструктуры
3.3.3 Влияние на процесс кипения давления
3.3.4 Сравнение измеренных характеристик кипения двух рабочих веществ: Ю34а и РС-3284
Глава 4. Проблемы контактного теплообмена в аппаратах ТНУ
4.1 Физические основы контактного теплообмена.
4.2 Обзор современных работ по контактному теплообмену
Глава 5. Экспериментальная установка для исследования контактного теплообмена
5.1 Характеристика опытных образцов
5.2 Шероховатость поверхности и методы ее измерения

5.3 Методика сканирования температурного поля опытных образцов
5.4 Условия проведения экспериментов
5.5 Погрешность опытных данных
Глава 6. Экспериментальные результаты исследования контактного теплообмена
6.1 Анализ колебаний величины контактного коэффициента теплопередачи
Глава 7. Модель контактного теплообмена
7.1 Корреляционные функции
7.2 Результаты расчета площади контакта опытных образцов
7.3 Постановка задачи. Модельные представления контактного теплообмена
Выводы
Список литературы
Приложения
Приложение 1. Теплофизические свойства флуорента ГС-3284
Приложение 2.
Таблица А. Результаты измерений шероховатости поверхности
Приложение 3. Теплопроводность, плотность и теплоемкость легированной стали 42СгМо4.

Новые технологии, появившиеся в последнее время, позволяют получение еще более миниатюрной микроструктуры поверхности, и, следовательно, еще более высоких коэффициентов теплоотдачи при кипении жидкостей. Впервые в мире в цикле работ [3-9] был создан и протестирован при кипении новый тип микроструктурированных поверхностей с элементами в виде микроцилиндров, металлически соединенных с материалом основной поверхности. Эти же микроструктурированные поверхности, но уже в пучке труб, были изучены в рамках данной работы, о чем пойдет речь ниже. Сначала же необходимо напомнить основные выводы, полученные в работах [3-9], на единичных трубах, покрытых новой микроструктурой.
Теплообмен при кипении хладона В141Ь при давлениях от 1 бара до 5 бар и хладона Ш34а при давлениях от 5 бар до 9 бар на поверхности трубки внешним диаметром 18 мм, снабженной новой микроструктурой (рис. 1.14), был исследован в работе [3]. Для большинства режимов кипения, исследованных в [3], была обнаружена слабая зависимость перегрева стенки от приложенной тепловой нагрузки, рис. 1.15. Все центры парообразования были активированы при одинаковом значении перегрева стенки, и начало кипения происходило в виде парового фронта, движущегося по поверхности трубы с высокой скоростью.
Для определения эффективности теплообмена при кипении на микроструктурированной поверхности в работе [3] было предложено рассчитывать коэффициент улучшения теплоотдачи как отношение коэффициента теплоотдачи, измеренного в эксперименте, к коэффициенту теплоотдачи для гладкой трубы при тех же условиях, рассчитанному по методике [28]. Наибольшее значение коэффициента улучшения было зафиксировано при кипении Ю41Ь при давлении 2 бара и составило 13.5 по сравнению с технически гладкой трубой. Так же была обнаружена