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

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

Московский инженерно-физический институт (государственный университет), Россия

Аннотация

Приводятся результаты экспериментального исследования теплоотдачи от проволочного нагревателя, погруженного в большой объем насыщенной воды при атмосферном давлении, в условиях ступенчатого увеличения мощности нагрева. Определены параметры кризиса нестационарной теплоотдачи, включающие критические значения плотности теплового потока, температурного напора и интервала времени от момента наброса тепловой нагрузки до начала перехода от пузырькового кипения к пленочному. Полученные экспериментальные данные сравниваются с результатами расчета критического интервала времени по предлагаемой авторами приближенной физической модели кризиса теплообмена. Работа выполнялась при поддержке РФФИ (грант 05-08-01477).

Заключение

Выполненные авторами эксперименты и анализ полученных результатов на основе предложенной ранее физической модели позволяет сделать следующие основные выводы. Наброс тепловой нагрузки выше стационарного критического теплового потока, приблизительно в полтора раза, вызывает быстрый нагрев теплоотдающей стенки в насыщенной воде и приводит к кризису метастабильного пузырькового кипения.
Такой кризис имеет тепловую природу, и наступает спустя короткий промежуток времени вследствие слияния в сплошную пленку растущих на поверхности нагрева паровых пузырей без их отрыва от стенки. Основными параметрами, определяющими кризис теплообмена в этом случае, являются связанные между собой критические значения плотности теплового потока, температурного напора и интервала времени до наступления кризиса. Интенсивность теплообмена в таких режимах метастабильного пузырькового кипения лишь немного выше уровня теплоотдачи путем теплопроводности в неподвижной среде.
Если набрасываемая тепловая нагрузка превышает стационарный критический тепловой поток на небольшую величину, то метастабильное пузырьковое кипение с отрывом паровых пузырей от теплоотдающей стенки может продолжаться достаточно долго (до нескольких секунд). Теплоотдача от стенки при этом неустойчива и колеблется между уровнями теплоотдачи в режимах теплопроводности и стационарного пузырькового кипения.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Дмитриев С.М., Легчанов М.А., Самойлов О.Б., Сорокин Н.М., Хробостов А.Е. Экспериментальное исследование локальной гидродинамики альтернативной ТВС для обоснования теплотехнической надежности активных зон реакторов ВВЭР-1000