Интенсификация теплообмена в зоне испарителя термосифона при изменении формы поверхности кипения
https://doi.org/10.29235/1561-8358-2022-67-1-49-56
Анатацыя
Рассмотрено влияние некоторых видов обработки поверхности кипения испарителя термосифона на коэффициент теплоотдачи. Разработана и собрана экспериментальная установка «Кольцевой термосифон с возможностью замены нижней части испарителя». Эта особенность позволяет легко производить замену образцов с различными модификациями поверхностей. Приведено описание установки, использованного оборудования и методики проведения исследований. Получены экспериментальные данные, рассчитаны коэффициенты теплоотдачи для исследуемых образцов при различных подводимых тепловых нагрузках (от 5 до 200 Вт). Проведено сравнение образцов в качестве поверхности кипения в испарителе термосифона. Экспериментально определено, что при нанесении на плоскую алюминиевую пластинку (поверхность кипения) концентрических канавок и неравномерного слоя частиц оксида алюминия наблюдается повышение коэффициента теплоотдачи с h1 = 5760 Вт/(м2·К) по h2 = 28339 Вт/(м2 ·К) при подводимой плотности теплового потока q = 250 кВт/м2. Коэффициент теплоотдачи для образца без канавок, но с неравномерным покрытием частиц оксида алюминия равен h3 = 16952 Вт/(м2 ·К) при q = 250 кВт/м2. Полученные результаты можно использовать для дальнейших исследований с целью улучшения теплообмена на поверхности кипения в испарителе термосифона.
Аб аўтарах
М. Кузьмич
Институт тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
А. Артюх
Институт тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Спіс літаратуры
1. Пародинамические термосифоны и их применение в тепловом оборудовании различного назначения / Л.Л. Васильев [и др.] // Тепло- и массоперенос – 2013: сб. науч. тр. – Минск, 2014. – С. 12–16.
2. Ковалев, С.А. Модель теплообмена при кипении жидкости на пористой поверхности / С.А. Ковалев, С. Л. Соловьев // Теплофизика высоких температур. – 1984. – T. 22, №6. – С. 1166–1171.
3. Толубинский, В.И. Теплообмен при кипении / В.И. Толубинский. – Киев: Наук. думка, 1980. – 315 c.
4. Дульнев, Г. Н. Основы теории тепломассообмена / Г. Н. Дульнев, С. В. Тихонов. – СПб.: СПбГУИТМО, 2010. – 93 с.
5. Mohanty, R. L. A critical review on bubble dynamics parameters influencing boiling heat transfer / R.L. Mohanty, M.K. Das // Renew. Sust. Energ. Rev. – 2017. – Vol. 78. – P. 466–494. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.04.092
6. Collier, J. G. Convective Boiling and Condensation / J. G. Collier, J. R. Thome – Oxford Univ. Press, 1994. – 640 p.
7. Cole, R. Bubble frequencies and departure volumes at subatmospheric pressure / R. Cole // AIChE J. – 1967. – Vol. 13, №4. – P. 779–783. https://doi.org/10.1002/aic.690130434
8. Wenzel, U. Saturated Pool Boiling And Sub-Cooled Flow Boiling Of Mixtures: Ph. D. thesis / U. Wenzel. – University of Auckland, 1992.
9. Kim, J. Experimental study of pool temperature effects on nucleate pool boiling / J. Kim, B.D. Oh, M. H. Kim // Int. J. Multiphase Flow. – 2006. – Vol. 32, № 2. – P. 208–231. http://dx.doi.org/10.1016 %2Fj.ijmultiphaseflow.2005.09.005
10. How does surface wettability influence nucleate boiling? Effets de la mouillabilité sur l’ébullition en vase / H.T. Phan [et al.] // Comptes Rendus Mécanique. – 2009. – Vol. 337, № 5. – P. 251–259. https://doi.org/10.1016/j.crme.2009.06.032
11. McFadden, P. W. The relation between bubble frequency and diameter during nucleate pool boiling / P. W. McFadden, P. Grassmann // Int. J. Heat Mass Transfer. – 1962. – Vol. 5, № 3–4. – P. 169–173. https://doi.org/10.1016/0017-9310(62)90009-1
12. Zuber, N. Nucleate boiling. The region of isolated bubbles and the similarity with natural convection / N. Zuber // Int. J. Heat Mass Transfer. – 1963. – Vol. 6, №1. – P. 53–60. https://doi.org/10.1016/0017-9310(63)90029-2
13. Ivey, H. J. Relationships between bubble frequency, departure diameter and rise velocity in nucleate boiling / H.J. Ivey // Int. J. Heat Mass Transfer. – 1967. – Vol. 10. – P. 1023–1040.
14. Кравец, В. Ю. Интенсивность теплоотдачи в зоне испарения двухфазного термосифона / В. Ю. Кравец, В. И. Коньшин, Е.Н. Письменный // МНПК «Современные информационные и электронные технологии», Одесса, 27–31 мая 2013 г. – Одесса, 2013. – С. 30–33.
15. Boiling and quenching heat transfer advancement by nanoscale surface modification / H. Hu [et al.] // Sci. Rep. – 2017. – Vol. 7. – P. 6117. https://doi.org/10.1038/s41598-017-06050-0
16. Володин, О. А. Интенсификация теплообмена при кипении и испарении жидкостей на модифицированных поверхностях / О. А. Володин, Н. И. Печеркин, А.Н. Павленко // Теплофизика высоких температур. – 2021. – Т. 59, № 2. – С. 280–312.
17. Литвиненко, В. В. Влияние капилярно-пористых структур на интенсификацию процессов теплообмена при кипении жидкостей / В. В. Литвиненко // Молодой ученый. – 2019. – № 7 (245). – С. 113–116.
##reviewer.review.form##
Праглядаў: 373
Паслаць артыкул па эл. пошце 
