Теплообмен при пузырьковом кипении

Description

Процесс теплообмена при кипении оказался настолько сложным, что до настоящего времени не создано математической модели, удовлетворительно описывающей результаты экспериментов. Задача автора заключалась в описании принципиальных достижений в исследованиях теплообмена при кипении, выполненных в последние десятилетия различными исследователями. Экспериментально доказано, что теплообмен при кипении — задача с сопряженными граничными условиями. Интенсивность теплообмена зависит как от физических свойств теплоносителя, так и от физических свойств охлаждаемой стенки и ее геометрических параметров. В число определяющих параметров критериальной зависимости включены безразмерная толщина стенки, безразмерная шероховатость, отношение физических свойств жидкости к свойствам охлаждаемой стенки. Впервые выполнен анализ грубых методических ошибок в экспериментальных исследованиях разных авторов. Выбор наиболее достоверных данных разных исследователей, а также опыты, выполненные в Институте теплофизики СО РАН с участием автора, послужили основой для приведенных обобщенных зависимостей и выяснения влияния каждого из определяющих па- раметров при его изменении. Впервые показано, что при кризисе теплообмена критерий устойчивости зависит от физических свойств теплоносителя, его безразмерной толщины стенки и безразмерного диаметра. Приведена карта, позволившая обобщить огромный массив экспериментальных данных насыщенной и подогретой жидкости. На тонкостенном нагревателе критический тепловой поток многократно уменьшается. При орошении пленкой пакета горизонтальных труб, расположенных одна под другой, невозможно получить ламинарное течение пленки из-за возникновения сухих пятен. Теплообмен при кипении всегда сопровождается теплообменом при испарении. При орошении пакета оребренных труб гидродинамика течения пленки существенным образом зависит от сил поверхностного натяжения. Характерным линейным размером становится высота ребра. Это приводит к интенсификации теплоотдачи при испарении и кипении пленки. Оребрение труб пакета обеспечивает равномерное орошение пакета горизонтальных труб. В работе приведены расчетные зависимости или изложены алгоритмы расчета теплоотдачи в исследуемых процессах. Монография соответствует мировому уровню и предназначена для ученых, исследующих кипение, для преподавателей вузов, аспирантов, студентов, для конструкторских организаций, рассчитывающих аппараты с кипящим теплоносителем.