Все
 
 
 


Исследование локального теплообмена в окрестности контактной линии под паровыми пузырями при кипении жидкостей
 
Код статьиS004036440002722-8-1
DOI10.31857/S004036440002722-8
Тип публикации Статья
Статус публикации Опубликовано
Авторы
Сердюков В. С. 
Аффилиация: Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
Адрес: Российская Федерация
Суртаев А. С.
Аффилиация: Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
Адрес: Российская Федерация
Павленко А. Н.
Аффилиация: Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
Адрес: Российская Федерация
Чернявский А. Н.
Аффилиация: Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
Адрес: Российская Федерация
Название журналаТеплофизика высоких температур
ВыпускТом 56 Номер 4
Страницы563-570
Аннотация

Представлены результаты экспериментального исследования динамики локального теплообмена при пузырьковом кипении жидкостей в условиях большого объема. Опытные данные по плотности активных центров парообразования и эволюции температурного поля под отдельными паровыми пузырями были получены с использованием высокоскоростной инфракрасной термографии с высокими пространственным и временным разрешениями. В качестве рабочих жидкостей были использованы деионизированная вода и этиловый спирт на линии насыщения при атмосферном давлении. На основе численного моделирования построено распределение локальной плотности теплового потока в области отдельного центра парообразования в различные моменты времени. Показано, что максимальная плотность локального теплового потока наблюдается в области микрослоя жидкости в период роста парового пузыря и достигает величины, в 15–20 раз превосходящей среднюю плотность теплового потока. На основе результатов исследования проведены оценки толщины микрослоя под паровым пузырем в период роста пузыря, которые удовлетворительно согласуются с представленными в литературе экспериментальными данными, полученными с использованием лазерной интерферометрии.

Ключевые слова
Источник финансированияРабота выполнена в ИТ СО РАН при финансовой поддержке РФФИ (грант № 17–58–53099 ГФЕН_а) и за счет средств, полученных от ФАНО России по Программе ФНИ ГАН на 2013–2020 годы (тема III.18.2.3, АААА‑17–117030310025–3).
Получено26.12.2018
Дата публикации26.12.2018
Цитировать   Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться
Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 1345

Оценка читателей: голосов 0 

1. Murshed S.M.S., de Castro C. A.N. A Сritical Review of Traditional and Emerging Techniques and Fluids for Electronics Cooling // Renewable Sustainable Energy Rev. 2017. V. 78. P. 821.
2. Hewitt G.F., Shires G. L., Bott T. R. Process Heat Transfer. Boca Raton, FL: CRC Press, 1994. 1042 p.
3. Ягов В. В. Теплообмен в однофазных средах и при фазовых превращениях. М.: Изд. дом МЭИ, 2014. 542 с.
4. Dhir V. K. Mechanistic Prediction of Nucleate Boiling Heat Transfer–Achievable or a Hopeless Task? // J. Heat Transfer. 2006. V. 128. № 1. P. 1.
5. Son G., Dhir V. K. Numerical Simulation of Nucleate Boiling on a Horizontal Surface at High Heat Fluxes // Int. J. Heat Mass Transfer. 2008. V. 51. № 9. P. 2566.
6. Kharangate C.R., Mudawar I. Review of Computational Studies on Boiling and Condensation // Int. J. Heat Mass Transfer. 2017. V. 108. P. 1164.
7. Podowski M. Z. Toward Mechanistic Modeling of Boiling Heat Transfer // Nucl. Eng. Technol. 2012. № 8. P. 889.
8. Moore F.D., Mesler R. B. The Measurement of Rapid Surface Temperature Fluctuations During Nucleate Boiling of Water // AIChE J. 1961. V. 7. № 4. P. 620.
9. Лабунцов Д. А. Механизм роста паровых пузырьков на поверхности нагрева при кипении // ИФЖ. 1963. Т. 6. № 4. С. 33.
10. Cooper M.G., Lloyd A. J.P. The Microlayer in Nucleate Pool Boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 1969. V. 12. № 8. P. 895.
11. Theofanous T.G., Tu J. P., Dinh A. T., Dinh T. N. The Boiling Crisis Phenomenon. Part I. Nucleation and Nucleate Boiling Heat Transfer // Exp. Therm. Fluid Sci. 2002. V. 26. № 6. P. 775.
12. Gerardi C., Buongiorno J., Hu L. W., McKrell T. Study of Bubble Growth in Water Pool Boiling Through Synchronized, Infrared Thermometry and High-speed Video // Int. J. Heat Mass Transfer. 2010. V. 53. № 19. P. 4185.
13. Surtaev A.S., Pavlenko A. N. Observation of Boiling Heat Transfer and Crisis Phenomena in Falling Water Film at Transient Heating // Int. J. Heat Mass Transfer. 2014. V. 74. P. 342.
14. Petkovsek J., Heng Y., Zupancic M., Gjerkes H., Cimerman F., Golobic I. IR Thermographic Investigation of Nucleate Pool Boiling at High Heat Flux // Int. J. Refrigeration. 2016. V. 61. P. 127.
15. Суртаев А.С., Сердюков В. С., Моисеев М. И. Применение высокоскоростной инфракрасной термографии для исследования кипения жидкости // ПТЭ. 2016. № 4. С. 140.
16. Jung S., Kim H. An Experimental Study on Heat Transfer Mechanisms in the Microlayer Using Integrated Total Reflection, Laser Interferometry and Infrared Thermometry Technique // Heat Transfer Eng. 2015. V. 36. № 12. P. 1002.
17. Jung S., Kim H. An Experimental Method to Simultaneously Measure the Dynamics and Heat Transfer Associated with a Single Bubble During Nucleate Boiling on a Horizontal Surface // Int. J. Heat Mass Transfer. 2014. V. 73. P. 365.
18. Gao M., Zhang L., Cheng P., Quan X. An Investigation of Microlayer Beneath Nucleation Bubble by Laser Interferometric Method // Int. J. Heat Mass Transfer. 2013. V. 57. № 1. P. 183.
19. Chen Z., Haginiwa A., Utaka Y. Detailed Structure of Microlayer in Nucleate Pool Boiling for Water Measured by Laser Interferometric Method // Int. J. Heat Mass Transfer. 2017. V. 108. P. 1285.
20. Суртаев А.С., Сердюков В. С. Исследование динамики контактной линии под паровым пузырем при кипении жидкости на поверхности прозрачного нагревателя // Теплофизика и аэромеханика. 2018. Т. 25. № 1. С. 71.
21. Лабунцов Д. А. Вопросы теплообмена при пузырьковом кипении жидкостей // Теплоэнергетика. 1972. № 9. С. 14.
22. Ягов В. В. Теплообмен при развитом пузырьковом кипении жидкостей // Теплоэнергетика. 1988. № 2. С. 4.
23. Yao Z., Lu Y. W., Kandlikar S. G. Effects of Nanowire Height on Pool Boiling Performance of Water on Silicon Chips // Int. J. Thermal Sci. 2011. V. 50. № 11. P. 2084.
24. Боришанский В.М., Бобрович Г. И., Минченко Ф. П. Теплоотдача при пузырьковом кипении воды и этилового спирта на наружной поверхности труб в большом объеме. В кн.: Вопросы теплоотдачи и гидравлики двухфазных сред. М., 1961. C. 75.
25. Rallis C.J., Jawurek H. H. Latent Heat Transport in Saturated Nucleate Boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 1964. V. 7. № 10. P. 1051.
26. Головин В.С., Кольчугин Б. А., Захарова Э. А. Исследование механизма кипения этилового спирта и бензола с помощью скоростной киносъемки // Сб. тр. науч. иссл. Ин-та им. Г. М. Кржижановского. Вып. 35. М., 1976. С. 30.
27. Лабунцов Д. А. Приближенная теория теплообмена при развитом пузырьковом кипении // Изв. АН СССР: Энергетика и транспорт. 1963. Т. 1. С. 58.
28. Benjamin R.J., Balakrishnan A. R. Nucleation Site Density in Pool Boiling of Saturated Pure Liquids: Effect of Surface Microroughness and Surface and Liquid Physical Properties // Exp. Therm. Fluid Sci. 1997. V. 15. № 1. P. 32.
29. Головин В. С. Экспериментальное исследование теплообмена, кризиса и механизма кипения органических жидкостей в условиях свободного движения. Автореф. дис. …канд. техн. наук. М.: ЭНИН, 1967. 21 с.
30. Yin S.T., Abdelmessih A. H. Prediction of Incipient Flow Boiling from a Uniformly Heated Surface // AIChE Symp. Ser. 1977. V. 73. № 164. P. 236.
31. Аметистов Е.В., Клименко В. В., Павлов Ю. М. Кипение криогенных жидкостей. М.: Энергоатомиздат, 1995. 400 с.

Система Orphus

Загрузка...
Вверх