Обобщены экспериментальные исследования нестационарных
процессов тепло- и массообмена при интенсивных фазовых переходах в недогретой
жидкости, прилегающей к поверхности тепловыделяющего элемента, разогреваемого с
темпом до 3700 K/с. По результатам визуализации процесса и других измерений
выделены две стадии тепло- и массообмена. На первой стадии в жидкости у
поверхности тепловыделяющего элемента формируется тепловой пограничный слой.
Процесс описывается нестационарной теплопроводностью в стенке греющего элемента
и примыкающем к ней слое жидкости. Длительность стадии характеризуется временем
ожидания (индукции) τинд, для вычисления которого разработана
специальная методика. На второй стадии нестационарного процесса происходят
быстрый рост и слияние паровых пузырьков. Процесс длится до полного испарения
жидкости на поверхности нагревателя и сопровождается импульсом давления.
Построена теоретическая модель нестационарного кризиса теплоотдачи, охватывающая
основные его механизмы. Вычисленные к окончанию времени ожидания τинд
тепловые параметры служат начальными условиями для второй стадии. Сопоставление
расчетных результатов с большим массивом экспериментальных данных показало
хорошее согласование в определении длительности периода ожидания τинд
и амплитуды импульса давления ΔPmax, что удовлетворительно
описывает динамику роста давления (рис.1).
 Рис. 1. Расчетные и экспериментальные значения ΔРмах при Р0 = 2,0 МПа: dТW /dτ — скорость возрастания температуры стенки; ΔТнед — недогрев жидкости до температуры насыщения; ΔРмах — импульс давления МПа, 1, 2 — эксперимент; 3 — расчет.
|
