Попов, Игорь Александрович. Гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах. Интенсификация теплообмена : монография

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах В результате визуального исследования структуры потока на выходе из пористого образца при выбросе потока в атмосферу установлено наличие трех областей: в области, ближайшей к нагреваемой поверхности, наблюда­ лось истечение пара; затем следовали область истечения двухфазного потока и область истечения жидкости. Границы областей достаточно устойчивы, од­ нако отмечен и выхлоп паровых пробок, который приводил к нарушению структуры течения вследствие колебания давления в системе. В области те­ чения двухфазной смеси можно выделить две зоны: в первой вместе с исте­ чением пара наблюдался вылет мельчайших частиц жидкости, во второй че­ рез жидкость пробивались мелкие паровые пузыри; четкой границы между зонами не обнаружено. Рассмотрим результаты опытного исследования теплоотдачи только разделяющего слоя (слоя, нанесенного на пористую структуру и разделяю- ш,его зоны охладителя и подвода тепла), изложенные в работе [ПО]. Теплоотдача разделяюш,его слоя при течении однофазного и вскипаю­ щего охладителя проиллюстрирована на рис.5.8, где для П=0,93 представле­ на зависимость плотности теплового потока от разности температуры разде­ ляющего слоя и температуры насыщения при данном давлении для различ­ ных расходов охладителя. Из рисунка видно, что вначале (при небольших А Т) теплоотдача опре­ деляется только скоростью течения охладителя. Затем наблюдается пере­ ходная область, где начинает проявляться влияние кипения, но заметно и влияние скорости течения теплоносителя. При дальнейшем увеличении q все экспериментальные кривые сходятся к одной линии 1, на которую уклады­ ваются и опытные точки, полученные для случая кипения в большом объеме для данного пористого образца (без фильтрации охладителя). Эту линию можно охарактеризовать, как зависимость q от А Т для развитого пузырько­ вого кипения. При достижении некоторой величины q, значение которой зависит от скорости движения охладителя наблюдается отклонение экспериментальных точек от зависимости 1 (рис.5.8) и резкий рост температуры разделяющего слоя. Можно предположить, что пузырьковое кипение сменяется пленоч­ ным. Из графика видно, что в некоторой части диапазона АТ линия 2 лежит выше линии 1, что свидетельствует об ухудшении пористой структурой ус­ ловий для развитого пузырькового кипения, условий эвакуации пузырьков с поверхности разделяющего слоя. Аналогичный характер имеют зависимости q=f(AT) и для других по- ристостей и материалов структуры. Па рис.5.9 объединены данные при раз­ витом пузырьковом кипении на разделяющем слое для двух материалов раз­ личной пористости. Видно, что опытные точки группируются около единой обобщающей линии 1. 1 2 4