Труды 4-й РНКТ (2006). Том 4. Кипение, кризисы кипения, закризисный теплообмен

Еронин А.А., Борзенко В.И., Малышенко С.П.
Кипение жидкого азота на геометрически модифицированных поверхностях в присутствии электрического поля

Институт высоких температур РАН, Москва, Россия

Аннотация

Исследовано влияние геометрических неоднородностей обогреваемой поверхности на локальный теплообмен при кипении жидкого азота в присутствии электрического поля. Показано, что создание специальных областей на обогреваемой поверхности – полевых ловушек – приводит к существенному увеличению локального коэффициента теплоотдачи. Полевая ловушка – это область на обогреваемой поверхности, в которой электрическое поле препятствует отрыву растущего пузырька, что приводит к увеличению времени роста и отрывного диаметра пузыря. Специальная конфигурация электрического поля создавалась путем использования различных геометрических неоднородностей на обогреваемой поверхности. Дано теоретическое объяснение эффекта полевых ловушек.

Заключение

Результаты данной работы позволяют сделать некоторые выводы о способах оптимизации размеров неоднородностей на обогреваемой поверхности при кипении в электрическом поле. Электрическая сила, действующая на растущий пузырек пара, прижимает его к области минимального значения электрического поля, которая находится в основании штырька. За счет этого большая часть перегретого микрослоя жидкости испаряется, что приводит к увеличению теплосъема с поверхности в данной области. При этом отрывной диаметр пузыря увеличивается. Очевидно, что должно существовать некоторое соотношение между распределением электрического поля в области полевой ловушки и отрывным диаметром пузыря. Данная работа показала наличие таких размеров неоднородностей, меньше которых электрическое поле не оказывает существенного влияния на теплообмен при кипении. Дальнейшие исследования с использованием техники визуализации роста и отрыва пузырька позволят дать более конкретный ответ на зависимость между распределением электрического поля, отрывным размером пузыря и интенсификацией теплообмена в области полевой ловушки.

Работа поддержана грантом Российского фонда фундаментальных исследований (проект №05-02- 17582, №05-08-33713), Программой фундаментальных исследований ОЭММПУ РАН “Устойчивость фазовых состояний и критические режимы тепломассопереноса”.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Ечмаев С.Б., Жуков С.А., Жданов Н.Н., Машкинов Л.Б. Электронные регуляторы для контроля тепловых и химических процессов на проволочных нагревателях