Прогиб межфазной поверхности при пленочном кипении
на обращенной вниз торцевой поверхности цилиндра ^*

Пузина Ю.Ю.

Московский энергетический институт (технический университет)

Специфика процессов тепломассопереноса в недогретой жидкости, обусловленная многофакторными эффектами, в том числе и на межфазной поверхности пар – жидкость, приводит к необходимости разработки методов расчета и исследования для конкретных частных случаев, и лишь в ряде прикладных задач поддается обобщению. Рассматриваются процессы, в которых теплота подводится от нагревателя к межфазной поверхности через паровую пленку. Часть тепловой энергии расходуется на испарение, а другая часть распространяется по жидкости, нагревая ее вплоть до температуры насыщения. При этом массовый поток устремлен навстречу тепловому потоку. Процессы переноса на границе раздела фаз определяются газодинамическими и теплообменными характеристиками сжимаемой среды, рассчитывать которые можно с использованием методов молекулярно-кинетической теории.

Постановка задачи

P_s(T¢)=P_b

Математическая модель

Форма межфазной поверхности

Влияние температуры нагревателя

1 – T_w=500°C; 2 – T_w=600°C; 3 – T_w=800°C; 4 – очертания нагревателя

Влияние глубины погружения

1 – h_w=0.4 мм; 2 – h_w=1 мм; 3 – h_w=1,6 мм

Граничные условия

1 – граничные условия I рода; 2 – граничные условия II рода; 3 – очертания нагревателя.

Сравнение с экспериментальными данными

1 – эксперимент; 2 – расчет; 3 – очертания нагревателя.

Заключение

Анализ результатов расчетов позволяет получить зависимости характеристик процессов переноса с учетом влияния исходных параметров задачи:

- рост температуры нагревателя приводит к увеличению толщины паровой пленки;

- заглубление плоской торцевой поверхности нагревателя приводит к уменьшению толщины паровой пленки и увеличению радиуса кривизны в лобовой точке;

Проведенное сопоставление численных данных с результатами экспериментальных исследований локальных эффектов при смене режимов кипения на основании видеосъемки квазистационарной паровой пленки показывает качественное и вблизи нижней точки количественное согласие в исследуемом диапазоне параметров.

Эта страница оформлена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных исследований (проект №08-08-00638).

^* Прогиб границы раздела фаз при пленочном кипении на обращенной вниз торцевой поверхности цилиндра // XVII Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И.Леонтьева по теме «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в аэрокосмических технологиях». Жуковский (Московская область), 25-29 мая 2009 года. – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – Т. 2. – С. 338–341.

Следующая страница: Определение толщины паровой пленки в задаче о пленочном кипении недогретой жидкости