Главная – Журналы – Теплофизика и аэромеханика 2005 номер 1

Приведены измерения критической плотности теплового потока и теплоотдачи при течении интенсивно испаряющихся и кипящих пленок жидкого азота, стекающих по вертикальным равномерно обогреваемым поверхностям, а также результаты высокоскоростной визуализации процесса. Исследования проводились на обогреваемых поверхностях шириной 67 мм и длиной 20, 42, 64 мм вдоль течения пленки в диапазоне входного числа Рейнольдса 100 – 1500. Показано, что в зависимости от длины обогреваемой поверхности наблюдаются различные сценарии развития кризисных явлений. Прямые экспериментальные измерения и визуализация течения показали наличие ранее не исследованного режима развития кризиса осушения теплоотдающей поверхности, характеризующегося вытеснением пузырькового кипения с обогреваемой поверхности вверх по потоку фронтом смены режимов теплоотдачи и развивающегося в определенных диапазонах режимных параметров течения и длины обогреваемой поверхности. При достижении критической плотности теплового потока в нижней части течения из-за слияния стационарных сухих пятен формируется неустойчивое температурное возмущение, распространяющееся в дальнейшем на всю поверхность теплоотдачи и приводящее к ее осушению. При этом критический тепловой поток перестает описываться известными расчетными зависимостями и характеризуется существенно меньшими относительно расчетных значениями. С помощью высокоскоростной визуализации процесса формирования и распространения фронта осушения теплоотдающей поверхности были выявлены особенности теплообмена на границе сухих пятен, определены их критические размеры, а также сложная двумерная структура переходной зоны распространения температурного возмущения, учет которой требуется для наиболее точного моделирования критического теплового потока в пленках, стекающих по достаточно протяженным поверхностям.