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

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

Институт теплофизики УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия

Аннотация

В работе описана экспериментальная установка и методика измерений среднего времени ожидания вскипания сильно перегретого н-гексана в жестких структурах из нанопорошков. Приведены результаты измерений в структурах из Al2O3 и (Al+ Pb 0,2 % ат.) вдоль изобары р? = 1 атм и изотермы T=440 K (для Al2O3). По наклону изотермы в зависимости от давления с помощью формулы Журкова, записанной для перегретой жидкости, вычислены работа образования и объем зародыша, приводящего систему к разделению на макроскопические фазы. Полученные величины отличаются от соответствующих величин для гомогенной системы в зависимости от давления от 55 до 132 раз.

Заключение

С помощью описанной в работе установки получены экспериментальные данные о температурной (изобары) и барической (изотермы) зависимости среднего времени ожидания вскипания н-гексана в жестких структурах из нанопорошков Al2O3 и (Al+ Pb 0,2 % ат.) . Изобары близки к прямым линиям с существенно различным наклоном. Изотерма хорошо описывается экспоненциальной кривой. Температурная граница достижимого перегрева при атмосферном давлении оказывается весьма высокой для таких сложных систем. Она составляет 442,2 K для Al2O3 , что всего на 13…14 K ниже границы перегрева в чистой стеклянной ячейке. Для (Al+ Pb 0,2 % ат.) эта граница составляет 409,2 K, что на 46…47 K ниже, чем в чистой ячейке.
С использованием формулы Журкова, записанной для перегретой жидкости, по данным, полученным при постоянстве температуры, вычислены работа образования и объем зародыша, приводящего систему к разделению на макроскопические фазы.
Полученные величины отличаются от соответствующих величин для гомогенной системы при увеличении давления от 132 до 55 раз. Таким образом, согласно критерию гомогенности вскипания жидкости, сформулированному в предыдущем докладе[9], вскипание н-гексана в изученной наноструктуре не является гомогенным, о чем свидетельствуют и другие показатели, например, снижение температуры достижимого перегрева.
Авторы благодарят В.П. Скрипова за предложение обратиться к анализу изотермических зависимостей среднего времени ожидания вскипания перегретой жидкости от давления и за полезное обсуждение результатов, а также В.И. Кононенко, предоставившего для исследований образцы нанопорошков.

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

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Деев В.И., Куценко К.В., Лаврухин А.А., Тхей Лвин У, Харитонов В.С. Теплоотдача и кризис кипения воды при быстром нагреве теплоотдающей стенки