Кризис теплоотдачи при парообразовании в капиллярно-пористом покрытии теплообменной поверхности испарителя

Abstract

Представлены результаты экспериментального исследования процесса теплообмена при парообразовании в кольцевых мини-каналах, образованных нагреваемой стенкой с медным спеченным порошковым капиллярно-пористым покрытием и гладкой стенкой. При проведении экспериментов использовалась стандартная методика определения коэффициентов теплоотдачи в свободном объеме жидкости при организации на теплоотдающей поверхности граничных условий второго рода. Установлено, что при парообразовании в узких щелевых каналах с обогреваемой внутренней пористой поверхностью и наружной гладкой стенкой имеют место несколько характерных режимов парообразования – режим одиночных пузырей, снарядный и эмульсионный режимы. Предложен метод определения критического теплового потока, соответствующего гидродинамическому кризису теплоотдачи в кольцевом мини-канале с обогреваемой стенкой. Метод основан на модифицированной гидродинимической теории кризисов кипения в «стесненных условиях» Г. Ф. Смирнова и модели парообразования в капиллярно-пористых телах С. Л. Соловьева.

The results of experimental study of heat exchange process during evaporation in annular mini-channels formed by heated wall with copper sintered powder capillary-porous coating and smooth wall are presented. During experiments standard methods were used for determining heat transfer coefficients in unconfined volume of liquid during arranging boundary condi­tions of heat flow constant density on heat transfer surface. It has been established that during evaporation in narrow parallel plate ducts with heated internal porous surface and external smooth wall there exists a number of characteristic evaporation conditions – single bubble condition, slug regime and mist condition. The method of determining critical heat flow corresponding to hydrodynamic crisis of heat transfer in the annular mini-channel with heated wall is proposed. The method is based on modified hydrodynamic theory of boiling crises in «restricted conditions» of G. F. Smirnov and the model of evaporation in capillary-porous bodies of S. L. Soloviev.