Исследование кипения на поверхности шара методом градиентной теплометрии


DOI: 10.34759/tpt-2021-13-10-434-441

Авторы

Сапожников С. З.1, Митяков В. Ю.1*, Митяков А. В.1, Гусаков А. А.2**, Павлов А. В.1***, Бобылев П. Г.1****

1. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, ул. Политехническая, 29, Санкт-Петербург, 195251, Россия
2. Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого, СПбПУ, ул. Политехническая, 29, Санкт-Петербург, 195251, Россия

*e-mail: mitvlad@mail.ru
**e-mail: a.gusakov.spb@mail.ru
***e-mail: pavlovAV196@mail.ru
****e-mail: pavel_b.g.97@mail.ru

Аннотация

Кипение насыщенной и недогретой воды на поверхности шара исследовано комплексным методом, включающим в себя градиентную теплометрию и высокоскоростную визуализацию. Определены границы режимов пленочного, переходного и пузырькового кипения. Построены круговые теплограммы для температуры воды 25 и 50ºС и начальной температуры модели 350 и 450ºС. Осреднение местной плотности теплового потока по площади модели показало, что уровень теплосъема определяет недогрев жидкости, а не температурный напор. Градиентная теплометрия является надежным методом при изучении фазовых переходов и нестационарных процессов, поскольку позволяет напрямую определять местную плотность теплового потока. Сопоставление результатов с данными литературы выявило как близость, так и существенные различия, связанные с реализацией в работе нового метода.

Ключевые слова:

градиентная теплометрия, гетерогенные градиентные датчики теплового потока, местная плотность теплового потока, пузырьковый режим кипения, круговые теплограммы

Библиографический список

  1. Saburo T., Michitsugu M. Subcooled film boiling and the behavior of vapor film on a horizontal wire and a sphere // Proceedings of the 7th International Heat Transfer Conference, Munich, 1982. P. 173–178.
  2. Забиров А.Р. Исследование процессов теплообмена при охлаждении высокотемпературных тел в недогретых жидкостях. Дис. ... канд. техн. наук М.: МЭИ, 2016. 200 с.
  3. Ягов В.В., Забиров А.Р., Лексин М.А. Нестационарный теплообмен при пленочном кипении недогретой жидкости // Теплоэнергетика. 2015. № 11. C. 70–80.
  4. Sapozhnikov S.Z., Mityakov V.Y., Mityakov A.V. et al. The Study of Heat Flux Measurement for Heat Transfer during Condensation at Pipe Surfaces // Tech. Phys. Lett. 2019. V. 45. P. 321–323.
  5. Sapozhnikov S.Z., Mityakov V. Yu., Mityakov A.V. Heatmetry The Science and Practice of Heat Flux Measurement // St.-Petersburg, Springer International Publishing, 2020. 209 p.
  6. Митяков В.Ю., Павлов А.В., Бобылев П.Г. Создание и градуировка первичных преобразователей на основе композиции медь-никель // Неделя Науки СПбПУ 2019: 29-ая Всерос. конф.: СПбПУ, 2019.
  7. Лабунцов Д.А., Гомелаури А.В. Телпообмен при пленочном кипении криогенных и обычных жидкостей на вертикальных поверхностях. М.: Труды МЭИ. 1976. C. 41‒50.
  8. Bromley L.A. Heat Transfer in Stable Film Boiling. Berkeley, California, 1949.
  9. Сапожников С.З., Митяков В.Ю., Митяков А.В., Субботина В.В. Экспериментальное исследование пленочного кипения недогретой воды методом градиентной теплометрии // Письма в ЖТФ. 2019. Т. 45. № 6.
  10. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. 416 с.
  11. Nukiyama S. The maximum and minimum values of the heat Q transmitted from metal to boiling water under atmosphere pressure // Int. J. Heat Mass Transfer. 1934. V. 27. N 7. P. 959–970.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024