Кризисные явления и теплообмен при кипении и испарении в стекающих пленках криогенной жидкости
Диссертация
Актуальность работы. Пленочные течения жидкости широко используются в современных технологических процессах и теплообменных аппаратах: в системах жидкостного охлаждения электронных микрочипов, пленочных испарителях, ожижителях природного газа, в пищевой промышленности. В последние годы особенно актуальной стала проблема создания эффективных компактных пленочных систем охлаждения… Читать ещё >
Список литературы
- Кутателадзе С. Гидромеханическая модель кризиса теплообмена в кипящей жидкости при свободной конвекции. ЖТФ. 1950. Т. 20. № 11. 1389−1392.
- N. Zuber, Hydrodynamic aspects of boiling heat transfer // AEC Report No. AECU-4439. 1959.
- J.H. Lienhard and V.K. Dhir, Hydrodynamic model of the critical heat transfer in boiling liquids with free convection // J. Heat Transfer. 1970. Vol. 95, pp. 152−158.
- K. H. Sun and J. H. Lienhard, The peak pool boiling heat flux on horizontal cylinders // Int. J. Heat Mass Transfer. 1970. Vol. 13, pp. 1425−1439.
- J. H. Lienhard, V. K. Dhir and D. M. Riherd, Peak pool boiling heat flux measurements on finite horizontal flat plates // J. Heat Transfer. 1973. Vol. 95, pp. 477−482.
- J. H. Lienhard and PP. T. Y. Wong, The dominant unstable wavelength and minimum heat flux during film boiling on a horizontal cylinder // J. Heat Transfer. 1964. Vol. 86, pp. 220−226.
- J. H. Lienhard and M. Z. Hasan, Correlation of burnout data for disk heaters cooled by liquid jets / /J. Heat Transfer. 1979. Vol. 101, pp. 383−384.
- J. H. Lienhard and R. Eichhom, On predicting boiling burnout for heaters cooled by liquid jets // Int. J. Heat Mass Transfer. 1979. Vol. 22, pp. 774−776.
- J. H. Lienhard and R. Eichhom, Peak boiling heat flux on cylinders in a crossflow // Int. J. Heat Mass Transfer. 1976. Vol. 19, pp. 1135−1142.
- J. H. Lienhard and M. Z. Hasan, On predicting boiling burnout with the mechanical energy stability criterion // J. Heat Transfer. 1979. Vol. 101, pp. 276−279.
- R. F. Gaertner and J. W. Westwater, Population of active sites in nucleate boiling heat transfer // Chem. Eng. Proc. Sympp. 1960. Vol. 56, pp. 39−48.
- R. F. Gaertner, Photographic study of nucleate pool boiling on a horizontal surface // J. Heat Transfer. 1965. Vol. 87, pp. 17−29.
- Y. Katto and S. Yokoya, Behavior of a vapor mass at saturated nucleate and transition pool boiling // Heat Transfer Japan Res. 1976. Vol. 5, No. 2, pp. 45−65.
- J. F. Davidson and B. O. G. Schueler, Bubble formation and an orifice in an invisid liquid // Trans. Inst. Chem. Engrs. I960. Vol. 38, pp. 335−342.
- J. K. Walters and J. F. Davidson, The initial motion of gas bubble formed in an invisid liquid. Part 2. The three-dimensional bubble and the toroidal bubble//J. Fluid Mech. 1963. Vol. 17, pp. 321−336.
- H. J. Ivey, Relationship between bubble frequency, departure diameter and rise velocity in nucleate boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 1967. Vol. 10, pp. 1023−1040.
- Y. Haramura and Y. Katto, A new hydrodynamic model of critical heat flux, applicable widely to pool and forced convection boiling on submerged bodies in saturated liquid // Int. J. Heat Mass Transfer. 1983. Vol. 30, pp. 389−399.
- D. PP. Jordan, Film and transition boiling // In Advances Heat Transfer (edited by T. F. Irvine, Jr. and J. PP. Harnett). Vol. 5, pp. 109−115. Academic Press New York. 1968.
- V. Semas, J. H. Lienhard and V. K. Dhir, The Taylor wave configuration during boiling from a flat plane // Int. J. Heat Mass Transfer. 1973. Vol. 16, pp. 1820−1821.
- Katto Y, Critical heat flux // Adv. Heat Transfer. 1985. Vol. 17, pp. 1−64.
- Katto Y, Critical heat flux in forced convective flow // ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conf 1983. Vol. 3, PP. 1−10.
- I. A. Mudawar, T. A. Incropera and F. P. Incropera, Boiling heat transfer and critical heat flux in liquid films falling on vertically-mounted heat source // Int. J. Heat Mass Transfer. 1987. Vol. 30, No. 10, pp. 2083−2095.
- Ягов B.B. Теплообмен при развитом пузырьковом кипении. Теплоэнергетика, № 2, Энергоатомиздат, 1988, 4−9.
- J. Н. Lienhard and V. К. Dhir, Hydrodynamic predictions of peak pool- boiling heat fluxes from finite bodies // J. Heat Transfer. 1973. Vol. 95, pp. 152−158.
- Y. Katto and C. Kurata, Critical heat flux of saturated convective boiling on uniformly heated plates in a parallel flow // Int. J. Multiphase-'flow. 1980. Vol. 5, pp. 575−582.
- Y. Katto and M. Shimizu, Upper limit of CHF in the saturated forced convection boiling on a heated disk with a small impinging jet // J. Heat Transfer. 1979. Vol. 101, pp. 265−269. ^
- Katto, Y. And Ishii, K., Burnout in a High Heat Flux Boiling Systems with a Forced Supply of Liquid through a Plane Jet // Proc. 6-th Int. Heat Transfer Conf, Toronto, 7−11 August, 1978. Vol. 1, pp. 435−440.
- M. Monde and Y. Katto, Burnout in a high heat flux boiling system with an impinging jet // Int. J. Heat Mass Transfer. 1978. Vol. 21, pp. 295−305.
- T. Ueda, M. Inoue and S. Nagatome, Critical heat flux and droplet entrain- ment rate in boiling of falling liquid films // Int. J. Heat Mass Transfer. 1981. Vol. 7, pp. 1257−1266.
- Pavlenko A.N. and Lei V.V., Heat Transfer and Crisis Phenomena in Falling Films of Criogenic Liquid // Russ. J. Eng. Thermophys. 1997. Vol. 7, No. 3−4, pp. 177−210.
- R. P. Baines, M. A. El Masri and W. M. Rohsenow, Critical heat flux in flowing liquid films // Int. J. Heat Mass Transfer. 1984. Vol. 27, No. 9, pp. 1623−1629.
- I. Mudawar and D. E. Maddox, Critical Heat Flux in Subcooled Flow of Fluorocarbon Liquid on a Simulated Electronic Chip in a Vertical Rectangular Channel // Int. J. Heat Mass Transfer. 1989, 32. P. 379−394.
- C. H. Lee, I. A. Mudawar, A mechanistic critical heat flux model for subcooled flow boiling based on local bulk flow conditions // Int. J. Multiphase Flow. 1998. Vol. 14, pp. 711−728.
- G. P. Celata, Modeling of critical heat flux in subcooled flow boiling // Proc. Convective Flow and Pool Boiling Conf, Irsee, 1997.
- G. P. Celata, M. Cumo, Y. Katto, A. Mariani, Prediction of the critical heat flux in water subcooled flow boiling using a new mechanistic approach // Int. J. Heat Mass transfer. 1999. Vol. 52, pp. 1457−1466.
- Y. Katto, A physical approach for critical heat flux of subcooled flow boiling in round tubes // Int. J. Heat Mass transfer. 1990. Vol. 33, pp. 611−620.
- Y. Katto, Prediction of critical heat flux of subcooled flow boiling in round tubes // Int. J. Heat Mass transfer. 1990. Vol. 33, pp. 1921−1928.
- Y. Katto, A prediction model of subcooled water flow boiling CHF for pressure in the range 0.1−20 MPa // Int. J. Heat Mass transfer. 1992. Vol. 35, pp. 1115−1123.
- Handbook of Phase Change: Boiling and Condensation // Editor in chief S. С Kandlikar. Taylor and Francis, London. 1999. 728 p.
- Петухов B.C., Ковалев C.A. Методика и некоторые результаты измерения критической нагрузки при переходе от пленочного режима к пузырьковому // Теплоэнергетика. 1962. № 5, 65−72.
- А. Ковалев. Об устойчивости режимов кипения // ТВТ. 1964.- Т.2, № 5. 780−788.
- Yamamouchi А., Effect of core spray cooling in transient state after loss- of-coolant accident // J. Nucl. Sci. Tech. 1968. Vol. 5, pp 547−558.
- T. S. Thompson, An analysis of the wet-side heat-transfer coefficient during rewetting of a hot dry patch // Nucl. Eng. Des. 1972. Vol. 22, pp. 212−224.
- K. H. Sun, G. E. Dix and С L. Tien, Cooling of a very hot vertical surface by a falling liquid Aim // TASME, Ser. C, J. Heat Transfer. 1974. Vol. 96, pp. 126−131.
- K. H. Sun, G. E. Dix and C. L. Tien, Effect of precursory cooling on falling-film rewetting // TASME, Ser. C, J. Heat Transfer. 1975. Vol. 96, pp. 360−365.
- S. S. Dua and C. L. Tien, Two-dimensional analysis of conduction- controlled rewetting with precursory cooling // TASME, Ser. C, J. Heat Transfer. 1976. Vol. 98, pp. 407−413.
- E. Elias and G. Yadigaroglu, A general one-dimensional model for conduction-controlled rewetting of a surface // Nucl. Eng. Des. 1977. Vol. 42, pp. 185−194. '*
- Zhukov S.A., Barelko V.V., Merzhanov A.G. Wave processes on heat generating surfaces on pool boiling // Intern. J. Heat Mass Transfer, 1980. -Vol .24,№l .-P.47−55.
- Луцет М.О. Предельная скорость переключения режимов кипения // Письма в журнал технической физики. 1998. Т.24, Вып. 9, 21−27.
- Ковалев А., Усатиков С В . Расчетно-теоретическое исследование устойчивости пузырькового кипения и пульсаций температуры стенки, обогреваемой горячей жидкостью // ИФЖ. 1988. Т.55, № 5. 803−810.
- Ковалев А., Усатиков С В . Оценка устойчивости режимов кипения с помощью функционала Ляпунова // ТВТ.-1991.-Т.29, № 4.-С730−737.
- Жукова Л.А., Жуков СА, Гельман Е.А. Численное исследование проблемы инициирования автоволнового перехода от пузырькового режима кипения к пленочному режиму температурными возмущения-МИ//ТВТ.-1988.-Т.26, № 5.-С1025−1028
- Афанасьев СЮ., Жуков СА. Исследование критических условий инициирования перехода из пузырькового режима кипения в пленочный // ТВТ. 1995. Т. 22, № 2, С 268−272. S^
- Gentile О. Analytical study of instabilities induced during nucleate boiling- film boiling transition/ZHeat and Technology. — 1996. Vol, 14, № 2. — P.55-
- Pavlenko A.N., Chekhovich V.Yu., Starodubtseva I.P. Study of propagation dynamics for the site of film regime boiling/ZRussian Journal of Eng. Thermophysics. 1994. Vol.4, № 4.-P.323−347.
- Павленко A.H., Стародубцева И. П. Исследование динамики развития полубесконечного и локального очагов пленочного кипения // Теплофизика и аэромеханика. 1998. Т. 5, № 2. 195−207.
- J. Blum, Т. Liittich and W. Marquardt, Temperature wave propagation as a route from nucleate to film boiling // Proc. Second Intern. Symp. Two-Phase Flow. Modeling and Experimentation. 23−26 May, 1999. Rome, Italy. Voi. i, pp. 137−144.
- L. H. Chai, M. Shoji, X. F. Peng, Dry patch interaction caused by lateral conduction in transition boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 2001. Vol. 44, pp. 4169−4173.
- Афанасьев Ю, Жуков C.A. Условия инициирования пузырькового режима кипения в пленочный // Кипение и конденсация: международный сборник научных трудов. — Рига: Рижский Технический Университет, Кафедра теплоэнергетики. 1997. 48 — 58.
- S. S. Dua and L. Tien, An experimental investigation of falling-film re- wetting // Int. J. Heat Mass Transfer. 1978. Vol. 21, pp. 955−965.
- Луцет M.O. Исследование окрестности фронта смены режимов кипения // В трудах 4-го Международного форума по тепломассообмену (ММФ-IV) «Тепломассообмен-2000″. Минск: АНК „ИТМО им. Лыкова“ НАНБ, 2000. № 5. 113−117.
- Луцет М.О., Жуков СВ., Чехович В.Ю, Назаров А. Д., Павленко А. Н., Жуков В. Е., Жукова Н. В. Исследование нестационарного теплообмена на поверхности нагревателя при кипении жидкостей // Приборы и техника эксперимента. 2000. № 3. С, 143−148.
- Т. Ueda, М. Inoue, Y. Iwata and Y, Sogawa, Rewetting of a hot surface by a liquid film // Int. J. Heat Mass transfer. 1983. Vol. 26, No. 3, pp. 401−410.
- S. Yilmaz and J. W. Westwater, Effect of velocity on heat transfer to boiling Freon-113 // TASME, Ser. C, J. Heat Transfer. 1980. Vol. 102, pp. 26−31.
- Б. Г. Ганчев, A, E. Боков. Исследование смачивания горячей вертикальной поверхности стекающей пленкой жидкости // ИФЖ. 1981. Т. 41, № 5, 773−780.
- Т. S. Thompson, On the process of rewetting a hot surface by a falling liquid film // Nucl. Eng. Des. 1974. Vol. 31, pp. 234−245.
- R. B. Duffey, D. T. G. Porthouse, The physics of rewetting in water reactor emergency core cooling//Nucl. Eng. Des. 1973. Vol. 25, pp. 379−394.
- Кипение криогенных жидкостей // Григорьев В. А., Павлов Ю. М., Аметистов Е. Б. Под редакцией Д. А. Лабунцова. — М., „Энергия“, 1977. 288 с.
- В. В. Mikic, W. М. Rohsenow, А new correlation of pool-boiling data including the effect of heating surface characteristics // ASME J. Heat Transfer. 1969. Vol. 91, pp. 245−250.
- Лабунцов Д.. Приближенная теория теплообмена при пузырьковом кипении. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1963. № 1. 58−71.
- Sakashita and Kumada, Microlayer formation and mechanism of nucleate boiling, critical heat flux, and transitional boiling // Heat Transfer — Japanese Research. 1998. Vol. 27, pp. 155−168.
- A. Hara, The mechanism of nucleate boiling heat transfer // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1963. Vol. 6, pp. 959−969.
- H. Kurihara, J. E. Meyers, The effects of superheat and surface roughness on boiling coefficients // AIChE J. 1960. Vol. 6, pp. 83−91.
- G. Kocamustafaogularri, M. Ishii, Interfacial area and nucleation site density in boiling system // Int. J. Heat Mass Transfer. 1983. Vol. 26, pp. 1377−1387.
- G. Barthau, Active nucleation site density and pool boiling heat transfer — an experimental study // Int. J. Heat Mass Transfer. 1992, Vol. 35, pp. 271−278.
- Лабунцов Д.А. Приближенная теория теплообмена при пузырьковом кипении. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1963. № 1. 58−71.
- Кутателадзе С. Основы теории теплообмена — М.: Атомиздат, 1979, / * 416 с.
- Григорьев В.А., Дудкевич А. С. Кипение криогенных жидкостей|в тон- '» кой пленке // Теплоэнергетика. 1970. № 2, С, 54−57. 79. Григорьев В. А., Дудкевич А. С. Некоторые особенности кипения криогенных жидкостей // Теплоэнергетика. 1970. № 2, 54−57. >
- Григорьев В.А., Дудкевич А.С, Павлов Ю. М. Кипение криогенных жидкостей в тонкой пленке // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Тепловые режимы, термостатирование, и охлаждение радиоэлектронной аппаратуры. 1970, вып. 1, 83−90.
- Григорьев В.А., Павлов Ю. М., Аметистов Е. В. Кипение криогенных жидкостей. М.: Энергия, 1977.
- Вишнев И.П., Елухин Н. К., Мазаев В. В. Теплоотдача при кипении жидкого кислорода, стекающей пленкой // «Труды МЭИ», 1968, № 2, 3−13.
- Алексеенко СВ., Накоряков В. Е., Покусаев Б. Г., 1992, Волновое течение пленок жидкости. — Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма. 256 с.
- Nusselt W., 1916, Die Oberflachen-Kondensation des Wasserdampfes // * Zeitschrift der VDI, No. 27. pp. 541−546, No 28. pp. 569−575.
- Алексеенко СВ., Накоряков B.E., Покусаев Б. Г., 1979, Волны на по- '* верхности вертикально стекающей пленки жидкости. — Новосибирск, -51 с. (Препринт/АН СССР. Сиб. отд.-ние. Ин-т теплофизики- № 36 -79).
- Pavlenko A.N., Lei V.V., Serov A. F, Nazarov A.D. and Matsekh A.M. Wave Amplitude Growth and Heat Transfer in Falling Intensively Evaporating liquid Film // J. Eng. Thermophys. 2002. V. 11, X^l. P. 7−43-
- Павленко A.H. Переходные процессы при кипении и испарении: Дисс. доктора физ.-мат. наук. Новосибирск, 2001, -С.449.
- Капица П.Л. Волновое течение тонких слоев вязкой жидкости // Журн. экспер. и теор. физ. 1948. Т. 18, Вып. 1, 3 — 28.
- Benjamin Т.В., Wave formation in laminar flow down an inclined plane // J. Fluid Mech. 1957. Vol. 2, pp. 554−574.
- Brauer H., Stromung und. Warmeubergang bei Riselfilmen // VDI-Forsch. 1956. Vol. 22, No 457.- P. 5−40.
- Ганчев Б.Г., Козлов B.M., Лозовецкий В. В. Исследование нисходящего течения пленки жидкости по вертикальной поверхности и теплопе-реноса к ней //ИФЖ. 1971. Т.20, № 4, — 674−682.
- Chu КХ, and Dukler А.Е., Statistical characteristics of thin wavy films // AIChE J. 1974. Vol. 20, No 4. — P. 695−706.
- Takahama H. and Kato S., Longitudinal flow characteristics of vertically falling liquid film without concurrent gas flow // Int. J. Multiphase Flow. 1980. Vol. 6, No 3. P.203−215.
- J. A. Clark, Cryogenic Heat Transfer // Adv. Heat Transfer, 1968, No. 5, 407.
- Петухов B.C., Генин Л. Г., Ковалев C.A., Соловьев Л., Теплообмен в ядерных энергетических установках. М.: Издательство МЭИ. 2003.
- Павленко А. Н, Переходные процессы при кипении и испарении // Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Новосибирск, 2001 г.
- Corenflo D., Luke А. and Danger Е. Interactions between heat transfer and bubble formation in nucleate boiling // Proceeding of 11th IHTC. -Kyongu, Korea, 1998.- Vol.1 — P. 149−174.