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

Гурашкин А.Л., Ермаков Г.В.
Расчет параметров сильно перегретой жидкости в режиме гомогенного и гетерогенного вскипания в чистой стеклянной ячейке

Институт теплофизики УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия

Аннотация

Рассмотрены соотношения классической теории гомогенного зародышеобразования, связывающие при постоянной температуре наклон изотерм логарифма среднего времени ожидания вскипания от давления на жидкость с работой образования критического зародыша и его объемом. На этой основе предложен критерий гомогенности вскипания перегретой жидкости. Проведены измерения среднего времени ожидания вскипания н-гексана в чистой стеклянной ячейке по трем изотермам. Применение к результатам экспериментов сформулированного критерия показывают, что гомогенное зародышеобразование в рассматриваемой системе не реализуется, в том числе и на границе достижимого перегрева. Для расчета характеристик флуктуационного гетерогенного вскипания (работы образования разрушающего систему зародыша и его объема) использована формула Журкова, которая формально совпадает с формулой гомогенной теории при изменении обозначений и их интерпретации. Экспоненциальный характер гистограмм, выявленный в процессе экспериментов, объяснен гетерогенным характером вскипания перегретой жидкости – сложение нескольких потоков зародышеобразования, связанных с флуктуационными поверхностными центрами, дает поток без последействия, близкий к простейшему.

Заключение

При проведении исследований кинетики зародышеобразования в перегретых жидкостях выгодно измерять среднее время жизни жидкости в состоянии перегрева по изотермам. В этом случае классическая теория гомогенного зародышеобразования дает прямую связь между наклоном изотермы, работой образования критического (разрушающего однофазную систему) зародыша и его объемом. Совпадение этих величин, найденных по опытным данным и вычисленных по формулам теории, можно считать критерием реализации гомогенного режима вскипания. Проведены измерения среднего времени ожидания вскипания н-гексана в чистой стеклянной ячейке по трем изотермам. Расчеты по теории и результатам экспериментов, сопоставление их в рамках приведенного критерия показывают, что гомогенное зародышеобразование в рассматриваемой системе не реализуется, в том числе и на границе достижимого перегрева. Для расчета этих же характеристик гетерогенного вскипания использована формула Журкова, которая формально совпадает с формулой гомогенной теории при изменении некоторых обозначений и их интерпретации. Экспоненциальный характер гистограмм, выявленный в процессе экспериментов, объясняется гетерогенным характером вскипания перегретой жидкости – сложение нескольких потоков зародышеобразования, связанных с флуктуационными поверхностными центрами, в итоге дает поток без последействия, близкий к простейшему.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 04-02-16285 и проект № НШ-905.2003.2.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Гурашкин А.Л., Ермаков Г.В., Перминов С.А. Вскипание перегретого н-гексана в жестких структурах из нанопорошков