Исследование роста и колебаний парового пузыря на плоской поверхности нагрева в большом объеме


Авторы

Устинов Д. А., Сиденков Д. В., Кузма-Кичта Ю. А.*, Устинов А. А., Устинов А. К.

Национальный исследовательский университет «МЭИ», Красноказарменная ул., 14, Москва, 111250, Россия

*e-mail: kuzma@itf.mpei.ac.ru

Аннотация

Исследование работы центра парообразования проведено на плоской нагреваемой поверхности в большом объеме жидкости. Методика исследования колебаний парового пузыря основывалась на фиксации рассеянного зондирующего лазерного излучения поверхностью пузыря. Впервые получены фазовые портреты колебаний интенсивности зондирующего лазерного пучка, возникающие от оптических неоднородностей над непрерывно работающим центром парообразования. Фазовые портреты в фазовой области представляют комплекс замкнутых орбит различных масштабов. Полученные временные сигналы отраженного от поверхности парового пузыря зондирующего лазерного излучения свидетельствуют о хаотическом процессе колебания парового пузыря, а зависимость диаметра парового пузыря от времени отличается от ранее принятой закономерности. Отрывные диаметры паровых пузырей были равны 1.5 мм.

Ключевые слова:

паровой пузырь, центр парообразования, колебания, фазовый портрет, лазер.

Библиографический список

  1. Kuzma-Kichta Yu.A., Ustinov A.K., Ustinov A.A. Inves- tigation of interface oscillation during boiling by the method of laser and acoustic diagnostics // The Engineering Foun- dation Conference. Boiling 2000: Phenomena and Emerging Applications. April 30 — May 5, Anchorage, Alaska, USA. Vol. 1. P. 100–115.

  2. Kuzma-Kichta Yu.A., Ustinov A.K., Ustinov A.A. Inves- tigation of interface oscillation during boiling // Proc. of 12th International Heat Transfer Conference 2002, Greno- ble, France. Vol. 3. P. 527–533.

  3. Устинов А.А. Исследование колебаний границы разде- ла фаз при кипении. Дисс. ... канд. техн. наук. Москва. МЭИ. 2005.

  4. Лабунцов Д.А. Механизм роста паровых пузырьков на поверхности нагрева при кипении // Инженерно-физи- ческий журнал. 1963. Т. 6. № 4. С. 33–39.

  5. Лабунцов Д.А., Кольчугин Б.А., Головин В.С., Заха- рова Э.А., Владимирова Л.Н. Исследование при по- мощи скоростной киносъемки роста пузырьков при ки- пении насыщенной воды в широком диапазоне измене- ния давлений // Теплофизика высоких температур. 1964. Т. 2. № 3. С. 446–453.

  6. Лабунцов Д.А. Современные представления о меха- низме кипения жидкостей // Теплообмен и физическая газодинамика. М.: Изд. АН. СССР, 1974. С. 98–115

  7. Кузма-Кичта Ю.А., Петухов Б.С., Ковалев С.А., Жу- ков В.М. Методика исследования колебаний границы раздела фаз при пленочном кипении жидкости с помо- щью оптического квантового генератора // Инженерно- физический журнал. 1973. Т. XXV. С. 20–25.

  8. Petukhov B.S., Kovalev S.A., Zhukov V.M., Kuzma- Kichta Yu.A. Investigation of the mechanism of heat trans- fer upon film boiling of liquid // Proc. 5th Int. Heat Transfer Conf. Tokyo. 1974. N 4. P. 96–99.

  9. Kuzma-Kichta Yu.A., Ustinov A.K., Ustinov A.A. Inves- tigation of boiling process by the method of laser and acous- tic diagnostics // 3rd European Thermal Sciences Confe- rence. September 10–13, 2000. Heidelberg, Germany. V. 2. P. 785–803.

  10. Kuzma-Kichta Yu.A., Ustinov A.K., Ustinov A.A., Kholpanov L.P. Analysis of interface oscillations during boiling // The Third International Conference on Transport Phenomena in Multiphase System. Kielce — Baranow Sand. Poland, June 24–27, 2002. P. 45–53.

  11. Kuzma-Kichta Yu.A., Ustinov A.K., Ustinov A.A., Kholpanov L.P. Analysis of interface oscillations duringboiling // Archives of Thermodynamics, Proceedings of Polish Academy of Science. 2003. V. 24. N 1. P. 17–23.

  12. Кузма-Кичта Ю.А., Устинов А.К., Устинов А.А., Хол- панов Л.П. Моделирование колебаний парового пузыря при его росте на поверхности нагрева // 3я РНКТ. Москва, Россия, 20–25 октября, 2002. Т. 4. С. 241–245.

  13. Кузма-Кичта Ю.А., Устинов А.К., Устинов А.А. Исследование колебаний парового пузыря, растущего на стенке // Международная конференция по оптическим методам измерений многофазных потоков. Москва, Россия, 20–25 февраля, 2003. Т. 2. С. 121–123.

  14. Кузма-Кичта Ю.А., Устинов А.К., Устинов А.А., Холпанов Л.П. Моделирование колебаний границы раздела фаз при кипении // Теоретические основы хи- мической технологии. 2002. Т. 6. С. 2–24.

  15. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989. 540 с.

  16. Wolf A., Swift J.B., Swinney H.L., Vastano J.A. Deter- mining Lyapunov exponents from a time series // Physica 16D. 1985. P. 285–317.

  17. Zeng X., Eykholt R., Pielke R.A. Estimating the lyapunov- exponent spectrum from time series of low precision // Physical review letters. 1991. V. 66. N 25. P. 3229–3232.

  18. Mosdorf R., Shoji M. Chaos in nucleate boiling—nonlinear analysis and modeling // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2004. V. 47. P. 1515–1524.

  19. Dzyubenko B.V., Kuzma-Kichta Yu.A., Leontiev A.I., Fedik I.I., Kholpanov L.P. Intensification of heat and mass transfer on macro-, micro-, and nanoscales. Begell. 2016. 630 p.

  20. Лабунцов Д.А., Ягов В.В. К вопросу о скорости роста паровых пузырей при кипении // Труды МЭИ. 1975. Вып. 268. С. 3–15.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024