автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Комплексное исследование процесса кипения на горизонтальных трубах применительно к судовым испарителям

С?

о

На праиах рукописи

ЧАЙКА Вадим Данилович

КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КИПЕНИЯ НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ТРУБАХ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СУДОВЫМ ИСПАРИТЕЛЯМ

05.08.05 - Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Владивосток 1998

Работа выполнена в Дальневосточном государственном техническом рыбохозяйственном университете

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор,

заслуж. деятель науки и техники РФ Кича Г.П.

доктор технических наук Ковалев О.П.

доктор физико-математических наук, профессор Юдин В.В.

Ведущая организация - Дальневосточный научно- исследовательский институт морского флота. 690600, Владивосток, ГСП, ул.Фонтанная, 40

Научный консультант - доктор технических наук, профессор,

заслуж. деятель науки РФ Ильин А.К.

Защита диссертации состоится 20 мая 1998 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 101.05.01 в Дальневосточной государственной морской академии им. адм. Г.И. Невельского по адресу: 690059, Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50-а, ДВГМА, главный корпус.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточной государственной морской академии.

Автореферат разослан —^ марту 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат техн. наук, доцент

Резник А. Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАПОТЫ

Актуальность. Создание компактных неметаллоемких, высокоэффективных испарителей судовых водоопреснительных установок и их элементов требует дополнительной информации о процессах теплообмена и парообразования при кипении воды, водных растворов и морской воды.

Кипению жидкостей в литературе посвящено более 10000 работ. Однако данных о процессе кипения на горизонтальных трубах судовых испарителей очень мало. Поэтому проектирование испарителей в настоящее время выполняется, главным образом, по аналогии с подобными действующими.

Диссертационная работа выполнялась в рамках научно-технической программы Минвуза РСФСР "Исследования и освоение Мирового океана" 1976...1980 гг., направление - "Разработка методов и средств по опреснению, очистке и энерготехнологическому использованию вод Мирового океана" (пункты 6.2.2, 6.2.25), Общегосударственной комплексной программы "Мировой океан", проект "Энергетика" (периоды 1981...1985 гг., 1986...1990 гг., 1991... 1995 гг.), Государственной программы фундаментальных исследований "Коренное повышение эффективности энергетических систем" АН СССР (период 1988... 1990 гг.).

Цель работы. Разработать комплексную методику исследования процесса кипения на горизонтальных трубах в условиях свободной конвекции при атмосферном и пониженных давлениях (3,6... 100 кПа) и на ее основе изучить основные характеристики пузырькового кипения, в том числе - с помощью киносъемки процесса одновременно в двух проекциях, и разработать модели для уточненного расчета теплообмена в испарителях с горизон-тальнотрубными греющими элементами.

Научная новизна. Впервые установлено, что пузырьковое кипение начинается с зарождения паровых пузырей на нижней образующей горизонтальной трубы. Разработаны модели для расчета температурного напора начала пузырькового кипения (А Та).

Впервые на базе экспериментальных данных установлена зависимость Л Т„ от режимных параметров процесса кипения и диаметра горизонтальной трубы.

С помощью киносъемки одновременно в двух проекциях выявлены основные особенности роста парового пузыря в условиях атмосферного и пониженного давлений. Установлено, что парообразование на нижней части горизонтальной трубы дает основное количество паровой фазы, отводимой от поверхности нагрева паровыми пузырями.

Обнаружено "слабое" влияние давления на парообразование и теплообмен. Установлен граничный уровень давления, ниже которого проявляется его слабое влияние на процесс кипения,и выявлена его зависимость от диаметра горизонтальной трубы.

Выявлены три процесса образования паровых пузырей: на верхней части ("поверхностные" пузыри), на нижней образующей горизонтальной трубы и в турбулентном вихре - в зоне отрыва двухфазного потока от поверхности горизонтальной трубы.

Для составления теплового баланса процесса кипения разработана и принята четырехкомпонентная модель отвода теплоты, согласно которой тепловой поток от поверхности горизонтальной трубы отводят, главным образом, четыре механизма: естественной конвекции, парообразования, турбулентного переноса и пульсационно-струйный.

Обнаружено, что паросодержание пристенного слоя по периметру горизонтальной трубы зависит от ЛТ0. Получены формулы для определения па-росодержания пристенного слоя (двухфазного пограничного) по периметру горизонтальной трубы, которые позволяют определять тепловые режимы, соответствующие началу гидродинамического кризиса отвода пара на горизонтальных трубах.

На основании результатов исследования разработаны критериальные уравнения для расчета условий теплообмена при пузырьковом кипении с учетом влияния диаметра горизонтальной трубы.

Практическая ценность работы. Создана и отработана комплексная методика исследования процесса пузырькового кипения, когда парообразование и теплообмен изучаются одновременно.

Предложены научно обоснованные, новые конструкторские решения для модернизации существующих конструкций аппаратов, а также для создания новых более эффективных.

Разработаны новые формулы для теплового расчета горизонтально-трубных судовых испарителей.

Заложены основы для создания новой методологии совершенствования испарителей на базе полученных результатов.

Часть результатов автора, опубликованных в статьях, отдельных изданиях и в монографии, используются в учебном процессе в вузах (Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, Дальневосточный государственный технический университет, Дальневосточная государственная морская академия - г. Владивосток, Дальневосточный государственный университет путей сообщения - г. Хабаровск, Балтийский государственный технический университет - г. Санкт-Петербург), в научной и практической работе организаций - Институт проблем морских технологий ДВО РАН (г.Владивосток), НПО "Солнце" АН Туркмении (г. Ашхабад), КБ при АО "Калужский турбинный завод", АО "Примагропромэнерго", Техуправление Тихоокеанского флота.

Достоверность результатов теоретических и экспериментальных исследований обусловлена следующим:

- »кснерименталыюй осноной новых данных о пр. цессе кипения с использованием более сопер/нсшют метода оценка параметров процесс;',

- согласованием частных и общих известных теоретических моделей с результатами экспериментальных исследований настоящей работы,

- отсутствием противоречий между известными закономерностями и результатами исследований процесса кипения на горизонтальных трубах,

- практическим использованием результатов работы.

Автор защищает: 1. Комплексную методику исследования процесса кипения (парообразование и теплообмен) на горизонтальных трубах.

2. Совокупность результатов экспериментальных и теоретических исследований теплообмена и внутренних характеристик процесса кипения воды, водных растворов солей и морской воды.

3. Модели для расчета условий теплообмена при кипении применительно к испарителям с погружными греющими элементами из горизонтальных труб.

4. Рекомендации к методике теплового расчета испарителей судовых водо-опреснительных установок.

5. Новые формулы, понятия и физические представления, введенные автором по результатам обработки экспериментальных и теоретических обобщений.

Апробация работы. Основные результаты научных исследований автора докладывались: на пятой, шестой, седьмой и восьмой Всесоюзных конференциях по теплообмену и гидравлическому сопротивлению при движении двухфазного потока в элементах энергетических машин и аппаратов (Ленинград, 1974, 1978, 1985, 1990 гг.), на научно-технической конференции "Вопросы интенсификации теплообмена опреснительных установок" (Киев, 1974), XX Сибирском теплофизическом семинаре "Нелинейные волновые процессы в двухфазных средах (Новосибирск, 1977), ХХГ Сибирском теплофизическом семинаре "Теплообмен и гидрогазодинамика при конденсации и кипении" (Новосибирск, 1979), IV Всесоюзной конференции "Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Мирового океана" (Владивосток;, 1983), П Всесоюзной конференции гто энергетике океана (Владивосток, 1985), Ш Всесоюзной конференции по энергетике океана (Владивосток, 1990), Международной конференции "Нетрадиционная энергетика и технология" (Владивосток, 1996), Международной конференции "Проблемы транспорта Дальнего Востока" (Владивосток, 1997). (См. также раздел "Практическая ценность работы").

В полном объеме диссертация докладывалась (1997-1998 гг.), кроме ДВГТРХУ, в Институте проблем морских технологий ДВО РАН, Дальневосточном государственном техническом университете, Дальневосточном государственном университете, Дальневосточной государственной морской академии.

Личный вклад автора. В диссертации изложены результаты исследований, которые автор выполнил непосредственно сам, в том числе:

-6- постановка задач исследований и методики их решения;

- организация, планирование и проведение экспериментальных исследований и теоретических обобщений;

- разработка конструкций и изготовление экспериментальных установок;

- обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований, выявление и формулировка основных закономерностей процесса кипения воды, водных растворов и морской воды;

- обоснование физических и математических моделей и формул;

- разработка рекомендаций по использованию полученных результатов.

Диссертационная работа является обобщением научно-исследовательских работ автора, экспериментальная часть которых выполнена непосредственно автором в Дальневосточном государственном рыбохозяйственном университете (с 1980 г.), в Дальневосточном политехническом институте (до 1976 г.) и на "Дальзаводе" (1978-1980 гг.).

Публикации. Список публикаций по материалам диссертации включает 46 работ, в том числе - 7 отдельных изданий (Монография "Вопросы физики кипения жидкостей (на горизонтальных трубах)". Владивосток: Дальнаука, 1996. 212 с. и др.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав, заключения, приложения и содержит 305 страниц текста, 97 рисунков, 12 таблиц. Список использованных источников - 243 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении дана общая характеристика исследуемой проблемы и полученных автором результатов.

В первой главе "Обзор и анализ проблем кипения жидкостей на горизонтальных трубах" выполнен обзор опубликованных работ по кипению воды и водных растворов на горизонтальных поверхностях, главным образом - на трубах, и сформулированы задачи исследования.

Известны глубокие обобщающие работы по многим вопросам проблем кипения: Сю Г. (1962). Пиз Д., Блинке Л. (1964), Гертнер Р.Ф. (1965), Розе-нов У.М. (1966), Борисов В.З. и Кириллов П.Л.(1970), Биер X. (1971), Горди-енко А.П. (1973), Данилова Г.Н., Богданов С.Н. (1973), Гриффите А., Уоллис Дж. (1974), Бобрович Г.И. и др. (1974), Нишикава К. и др. (1976), Фанд Р. и Хо Р. (1977), Лабунцов ДА., Ягов В.В. (1975), Сакураи А., Сиоцу М. (1977), Купер М. (¡978), Коротаев С.К., Прохоров Ю.П. (1978), Стефан К., Абдель-салам М. (1980), Джал Р., Лавдас С. (1980), Сакураи А. (1990), Дир В. (1990), Кеннинг М. (1992), Ягон В.В.(1995), Леонтьев А.И. и др. (1995), а также монографии - Френкель Я.И. (1945), Субботин В.И. и др. (1969), Кутателад-зеС'.С. (1973). Скрипов В.И. (1972), Несис Е.И. (1973), Кошкин В.К. и

др. (1973), Лыков A.B., Перковский G.M. и др. (1976), Соломагон ¡3.13. (1978), Афган И. (1979), Кутателадзе С.С. (1979), Баттерворс Д., Хыоигт Т. (1980, Джозеф Д. (1981), Двайер О. (1980), Кутателадче С.С. (1982), Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е. (1984), Присняков В.Ф. (1988), Кутателадзе С.С. (1990), Кутепов A.M., Стерман Л.С., Стюшин Н.Г. (1986), Слесаренко В.Н.(1991) и монографии, имеющие статус учебной литературы,- Левин В.Г. (1959), Лыков A.B. (1972), Седов Л.И. (1973), Шлихтинг Г. (1974), Исаев С.И. и др. (1979), Исаченко В.П. и др. (1981), Крейт Ф., Блек У. (1983), Новиков И.И. (1984), Розенов А. (1985), Кутателадзе С.С. (1990), Базаров И.П. (1991).

Однако, в литературе нет достаточных данных по "внутренним" характеристикам процесса кипения на горизонтальных трубах, нет обобщающих зависимостей и расчетных рекомендаций.

Сформулированы задачи исследования.

1. Разработать методику комплексного исследования процесса парообразования и теплообмена на горизонтальных трубах.

2. Исследовать температурный напор начала пузырькового кипения на трубах.

3. Исследовать процессы зарождения и динамики роста паровых пузырей.

4. Исследовать скорость генерации паровых пузырей.

5. Исследовать составляющие теплового баланса при кипении воды на трубах.

6. Исследовать термогидродинамические режимы пузырькового кипения на трубах.

7. Исследовать интенсивность теплоотдачи при пузырьковом кипении воды на трубах.

8. Исследовать интенсивность теплоотдачи при кипении воды на пучке горизонтальных труб.

9. Обобщить результаты исследований процессов парообразования и теплоотдачи при кипении жидкости на горизонтальных трубах и дать необходимые расчетные рекомендации для судовых испарителей.

Вторая глава "Комплексная методика исследования процесса кипения воды на горизонтальных трубах" посвящена методике комплексного исследования процесса кипения - парообразование и теплообмен. Эксперименты выполнялись на четырех экспериментальных установках (рис. 1 -рис. 7).

На этих установках решались следующие задачи:

1. Исследование основных внутренних характеристик процесса кипения дистиллята воды: отрывного размера парового пузыря, частоты отрыва и числа центров парообразования, скорости роста и скорости всплытия паровых пузырей в широком диапазоне изменения внешних режимных параметров рабочего процесса - давления насыщения (Р = 3,6...200 кПа) и удельной

тепловой нагрузки от начала пузырькового кипения (<у„) до критических тепловых нагрузок ).

2. Изучение закономерностей теплоотдачи при кипении дистиллята воды и морской воды на горизонтальных трубах разного диаметра (10, 16, 24, 34 и 70 мм).

3. Исследование закономерностей теплоотдачи при кипении на пучке труб дистиллята воды, морской воды и водных растворов солей.

Одним из основных элементов экспериментальных установок являлись испарительные камеры, конструкции которых обеспечивали:

1. Учет тепловых потерь в окружающую среду. 2. Соблюдение высоты столба жидкости над верхней образующей верхнего рабочего участка. 3. Создание условий свободной конвекции. 4. Контроль за температурным режимом. 5. Визуальный контроль за рабочим процессом и условия для выполнения фото- и киносъемки.

1'ис. 1. Схема экспериментальной установки для изучения процесса кипения на одной трубе: 1 - рабочий участок, 2 - испарительная камера, 3 - воздушный термостат, 4 -сливная цистерна, 5 - подогреватель рабочей жидкости. 6 - измеритель конденсата жидкости. 7 - сепаратор пара, 8 - дифмаиомстр, 9 - датчик давления. 10 - расходомер жидкости. 11 - соленоидным клапан, 12 - цистерна рабочей жидкости. 13 - добавочный конденсатор. 14 - основной конденсатор. 15 - контактный термометр. 16 - калорифер. 17 - слив рабочей жидкости, 18 - образцовый термометр, 19 - электродвигатель калорифера, 20 - потенциометр. 21 - указатель уровня жидкости. 22 - зеркало, 23 - подвижный блок зеркал. 24 - кинокамера. 25 - иллюминатор, 26 - лампа иодсвсжи. 27 - сосуд Дыоара, 28 - чжекзор или вакуумный насос

Рис. 2. Схема экспериментальной установки для изучения процесса кипения на одной трубе и тарирования термодатчиков (термопар). Обозначения см. на рис. I

Рис. 3. Схема установки для киносъемки процесса парообразования на трубах в двух проекциях. Обозначения см. на рис. 1.

к эжектору

^ Рабочая

жидкость ■4*" Конденсат <3-*- Отсос воздуха

Силовой ~~ кабель Провода термопар

Рис. 4. Схема экспериментальной установки для изучения процесса кипения на пучке труб. Обозначения см. на рис. 1

Рис. 5. Конструктивная схема испарительной камеры парогенера-торной установки на морской воде: I - торцовая крышка трубки Фильда, 2 - трубка подвода пара. 3 - втулка рабочего участка, 4 -торцовая втулка. 5 - фланец крепления камеры отработанного пара. 6 - трубная доска крепления рабочих участков. 7 - трубная доска для крепления труб подвода пара. 8 - крышка камеры греющего пара, 9 - камера греющего пара. 10 - штуцер полвода пара. 11 - камера отработанного пара. 12 - иллюминатор. 13 - ун-лотнительная прокладка

На рис. I покачана схема экспериментальной установки, на которой выполнялось исследование процесса кипения - парообразование и теплообмен на рабочих участках труб диаметром 10, 16, 24, 34 и 70 мм, при давлениях насыщения 3,6, 5, 8, 13, 20, 26, 50, 70 и 100 кПа, удельных тепловых нагрузках 6, 10, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 150 и 200 кВт/м2 . Цифровые значения позиций элементов установок рис. 1 - рис. 4 даны на рис. 1.

На рис. 4 представлена экспериментальная установка, предназначенная для исследования процесса пузырькового кипения на пучке труб, емкость камеры - 78 л. Пучок состоял из 13 труб, закрепленных консольно па одном из боковых фланцев корпуса камеры. Диаметр рабочих участков - 34 мм, "рабочая" длина - 60 мм. Испарительная камера помещена в воздушный термостат, как и на установке, показанной на рис. 1.

Эксперименты выполнялись на дистилляте воды и на воде из водопровода при давлении Р = 70, 100 и 250 кПа. Удельная тепловая нагрузка изменялась от <?<, до 100 кВт/м2.

На испарительной камере емкостью 59 л (см. рис. 5) также изучался процесс кипения на пучке труб диаметром 34 мм, при давлении Р > 100 кПа. Рабочей жидкостью служила термоумягченная морская вода. Испарительная камера являлась элементом парогенераторной установки на морской воде. Температурный на пор между стенкой рабочего участка и теплоносителем изменялся от 5 до 25 °С,

На рис. 6 представлена схема рабочего участка с электрическим обогревом. Наружные втулки рабочих участков 2 изготовлены из меди марки МЗС с чистотой обработки наружной поверхности Яа 2,5 или Кг 10 (ГОСТ 278959 и ГОСТ 2789-73). Толщина стенки у втулок диаметром 24, 34 и 70 мм составляла 3 мм, у втулок диаметром 10 и 16 мм - 2 мм.

±23

£ 7 г

Рис. б. Схема рабочего участка с электрическим обогревателем: 1 - торцовая крышка, 2 - наружная втулка рабочего участка, 3 -внутренняя втулка рабочего участка, 4 - нагревательный элемент, 5 - термопары, 6 -сварной шов, 7 - контрольная термопара, 8 - концевая втулка: а - трубы диаметром 34 и 70 мм, б - труба диаметром 24 мм, в -труба диаметром 16 мм, г - труба диаметром 10 мм

Температура рабочей поверхности втулок измерялась термопарами 5 (хромель-копелевыми, 0,2 мм). Термопары укладывались в пазы на внутренней стенке втулок рабочих участков. Корольки термопар зачеканивались таким образом, что толщина стенки между ними и наружной поверхностью втулки составляла 0,05...0,07 мм.

М.Л-

Рис. 7. Конструктивная схема рабочего участка с трубкой Фильда и паровым обогревом: 1 - торцовая крышка трубки Фильда, 2 -внутренняя трубка подвода теплоносителя, 3 - припой, 4 - внутренняя втулка рабочего участка, 5 - термопары, 6 - наружная втулка рабочего участка, 7 - провода термопар, 8 - изоляция термопар, 9 - трубная доска, 1 0 - концевая втулка

На рис. 7 представлена конструктивная схема рабочего участка с жидким или газообразным теплоносителями. Рабочий участок имеет односторонний подвод и отвод теплоносителя (трубку Фильда), крепится консольно в испарительной камере. Наружный диаметр рабочего участка для данного случая по конструктивному исполнению изменяется от 24 до 70 мм.

Градуирование термопар осуществлялось в испарительных камерах экспериментальных установок (см. рис. 1 и рис. 2).

ЭДС термопар измерялась компенсационным методом. Измерения в режиме естественной конвекции в экспериментах выполняли потенциометром тина Г1Г1-63. В контрольных опытах применялся потенциометр ППТН-1 с зеркально-теневым гальванометром ГГ132-47. С целью получения статистической оценки результатов применялся модифицированный автоматический потенциометр марки ЭПП-09-ЗМ с классом точности 0,5 (на установке

рис. I), на установках рис. 2...рис. 5 применялся автоматический многоточечный потенциометр КСП-4 с записью на складывающуюся ленту. Предел допускаемой погрешности при измерении потенциометрами ЭПГ1-09-ЗМ и КСП-4 во всем диапазоне ее изменения принят равным ±0,5 %. Погрешность определения температурного напора не превышала 2,5...5 %. Относительная ошибка в определении коэффициента теплоотдачи не превышала ± 15 %.

Давление в испарительной камере измерялось чашечным вакуумметром с точностью ± 1 мм рт.ст. и контролировалось по температуре насыщения.

Исследование процесса парообразования выполнялось с помощью киносъемки в двух проекциях, когда на одном кадре отснятой киноленты фиксировались одновременно две проекции парового пузыря - фронтальная и профильная (см. рис. 3). Киносъемка выполнялась кинокамерой "Красногорск" с частотой съемки 48 с"1 и скоростной кинокамерой СКС-16- 1М с частотой 800... 1500 с"1.

Рис. 8. Схема определения объема парового пузыря:

а) профильная проекция;

б) фронтальная проекция; труба диаметром 16 мм, Л|=20кПа, ? = 40 кВт/м2.

На схеме <1„ - истинный диаметр трубы (рабочий участок). (1 - диаметр трубы по кинограмме, масштабный фактор - МР = ¡1 / </н

При незначительной деформации объем парового пузыря определялся как объем эллипсоида вращения, при большой деформации он определялся по правилу Снмпсона (см. рис. 8). Объем парового пузыря вычислялся по формуле (1):

У0 = МР31[(£0 +5|0)+4(5, 4-57 +59)+(52 +54 +56 + 5,)-2], (] ) •-.-< ----- --.--

рI Рг I7з

где S = j • A ■ В - площадь эллипса в каждом сечении любой проекции, А и В - оси эллипса.

Среднее значение объема парового пузыря в момент отрыва от поверхности нагрева при заданных режимных параметрах процесса кипения рассчитывалось на основе статистической оценки числовых характеристик случайных величин, как среднее арифметическое из п отрывных объемов. Численное определение V(!. количества теплоты, отводимой паровыми пузырями и турбулентным переносом, обычно выполнялось на ЭВМ [11, 40, 41].

Определение парового объема в любой момент времени его роста, площади его основания на цилиндрической поверхности нагрева представляет трудоемкую задачу, для решения которой принимались следующие допущения: 1) фронтальная проекция парового объема имеет вертикальную ось симметрии (рис. 9), 2) сечения половины парового объема от линии симметрии плоскостями у = const при (р^ <(р< <Pi представляют собой эллипсы (рис. 9, в). 3) в профильной проекции паровой объем рассматривается в полусечении цилиндра, т.е. <р = п , 4) часть парового объема, выходящая за пределы полусечения цилиндра, рассматривается как отдельный объем с учетом вышеуказанных допущений.

Определение величины парового объема производится в следующем порядке: 1) паровой объем рассекается плоскостями у = const (см. рис. 9); 2) определяется уравнение линии, которая ограничивает контур каждой профильной проекции; 3) вычисляется паровой объем.

Функция, которая описывает линию контура, представлялась интерполяционным многочленом Лагранжа:

Рнс. 9. Схема определения объема и поверхности основания парового пузыря в период его роста на цилиндрической поверхности нагрева: а)сечение профильной проекции, б) сечение фронтальной проекции, в) вид сечения плоскостью

п

д -х

J

Подробно методика изложена в работах [11, 40, 41]. Определение коэффициента теплоотдачи а выполнялось по формуле Нъютона-Рихмана. Про-

верка условий теплообмена, соответствующих естественной конвекции, проводилась по формуле Лоренца [ 40, 41 ].

Тепловые режимы испарительных установок в судовой энергетике осуществляются в диапазоне удельных тепловых нагрузок от 5 до 200 кВт/м". Интервалы измерения </ в указанном диапазоне выбирались так, чтобы можно было определить степень влияния этого фактора на величииу а. Первичное влияние фактора с!ц определялось началом пузырькового кипения со следующим порядком возрастания: 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 150 кВт/м2. В ряде экспериментов удельная тепловая нагрузка составляла 250 кВт/м2. Эксперименты выполнялись при давлениях 1'ц - 3,6...200 кПа [41,46].

Интервал изменения фактора с!ц (диаметр рабочего участка) соответствовал всему диапазону диаметров горизонтальных труб, применяемых в испарительных аппаратах судовой энергетики - 10, 16, 24, 34 и 70 мм.

Фото и киносъемка рабочего процесса проводились на всех установках -рис. 1, рис. 2, рис. 4 и рис. 5. Подробно методика комплексного исследования изложена в работах [11,41, 46].

Третья глава "Температурный напор начала пузырькового кипе-пкя на горизонтальных трубах" посвящена результатам экспериментального исследования Д Г0 . Эксперименты проводились на различных экспериментальных установках (см. рис. 1 и рис. 2) на элементах медных труб диаметром 10, 16, 24, 34 и 70 мм. Давление в опытах - 100, 50, 26, 20, 13, 8, 5 и 3,6 кПа для каждого диаметра горизонтальной трубы. Опыт повторялся не менее трех раз. Поверхность каждого рабочего участка имела по периметру одинаковую шероховатость, поэтому механизм действия поры в данной серии опытов не учитывался [16, 46].

Автором установлено, что на горизонтальных трубах пузырьковое кипение начинается с зарождения паровых пузырей на нижней образующей горизонтальной трубы. Пузырьковому кипению на твердой поверхности на-

Рис. 10. Схема течения жидкости в районе нижней образующей горизонтальной трубы (по визуальным наблюдениям)

грева предшествует режим естественной конвекции. При определенном значении Д Т0 на нижней образующей под действием термогравитационных сил возникают парные вихри так, как показано на рис. 10. В данном случае перемещение вихрей можно классифицировать как результат работы механизма термогравитационной конвекции.

При исследовании процесса пузырькового кипения воды в условиях атмосферного давления установлено наличие трех различающихся процессов парообразования: на нижней образующей горизонтальной трубы, на верхней ее части и в зоне отрыва двухфазного потока на боковой части трубы. Каждому процессу соответствует определенное значение А 7® (см. рис. 11). Так, на трубе диаметром 70 мм на нижней образующей А Т0 = 2,4 К, на верхней части трубы Д Г0= 4,9...5 К, в зоне отрыва двухфазного потока Д То— 5,7...6К.

ЛТ0.К

ю 8

б «

2.5

Рис. 11. Температурный напор начала пузырькового кипения на горизонтальных тр>бах при Р = 100 кПа: 1 - на нижней образующей, 2 - на верхней части трубы, 3 - на боковой поверхности в зоне отрыва двухфазного потока (в турбулентном вихре)

г/,, мм

Рис. 12. Зависимость Д То от давления для горизонтальны?; поверхностей из меди: © , О , в , Ф , О - трубы диаметром соответственно 10, 16, 24, 34 и 70 мм. (исследования автора), ф, е -трубы диаметром соответственно 11,4 и 15 мм (Лабунцов и др.), х - круглая горизонтальная пластина диаметром 40 мм (Нишикава Н. и др.). I - графики функции (2) дня соответствующих диаметров. 2 - графики функции (5). при }'<Рг (см. ниже)

Небольш.е значения Д Т» объясняются дополнительным действием следующих механизмов: термодинамическим, гидродинамическим, поверхностного натяжения, действия поры, термогравнтационной конвекции и термокапиллярной конвекции.

Показано [19, 22), что одновременное действие нескольких или всех механизмов на величину Д Тп не всегда учитывается. Очевидно, это обстоятельство и объясняет расхождение теоретических и экспериментальных значений Д Г() на рис. 12. Теоретическая зависимость, полученная автором для труб от 10 до 70 мм,имеет вид:

А-[В ехр (-0,\5Ф]ТК

Ь'о- (Р/Рк)0.*5 . (2)

где ехр (-0,15 Ф) - параметр учитывает гидродинамические условия на нижней образующей горизонтального цилиндрического нагревателя, А = 17,126-Ю"6 - численный коэффициент, В - коэффициент, учитывающий форму нагревателя и его ориентацию относительно вектора силы тяжести, С - коэффициент, характеризующий теплофизические свойства и микрогеометрию поверхности нагрева при заданных условиях эксперимента. Для заданных условий эксперимента В = 56, С=3,6 , Т, = 647,30 К, Р, = 22129 кПа -температура и давление в критической точке,

Ф + [(£/„ / I) — I/ • ехр( с1н I) - параметр, учитывающий влияние диаметра горизонтального цилиндрического нагревателя на процесс кипения, / = д/ст/^р' — р" - постоянная Лапласа, а - коэффициент поверхностного натяжения, g - ускорение свободного падения, р' - плотность жидкости.

Зависимость ( 2 ) представлена также в безразмерном виде:

А> = (К0 |"гГ' = 1,5 • Ю€ • К'гиз ■ Ф'0А, ( 3 )

где ,/й() = р'СЛТ0 / р" ■г - начальное число Якоба, К0 = г/СЛ Т0 - термогидродинамический критерий, отражающий фазовый переход первого рода, КР - Р / ^а %(р' - р") - критерий капиллярного давления, С - удельная теплоемкость жидкости, кДж/(кг-К).

На рис. 13 представлены результаты обобщения имеющихся данных по величине А Т0 . Расчетная линия соответствует формуле (3). Результаты корреляции свидетельствуют о том, что, используя формулы (2) и (3), можно определить величину А Тп для горизонтальных труб из меди диаметром от 10 до 70 мм.

Обнаружено также [16] слабое влияние давления на величину А Го для труб диаметром 24, 34 и 70 мм. При снижении давления ниже определенного уровня, характерного для каждого диаметра горизонтальной трубы, происходит переход к новой зависимости А Тп от давления. Вероятно, с понижени-

ем давления (Рн < Р,) в районе нижней образующей начинает действовать дополнительный механизм, оказывающий влияние на Л Р. По экспериментальным данным получена формула для расчета этого граничною давления: Р, =0,525 -Ф1'28. (4)

Рис. 13. Обобщение опытных данных по Л7Ь: ©,»,©,© ,0 - трубы диаметром соответственно 10, 16, "24, 34 и 70 мм (данные автора), ф, © - трубы диаметром 11,4 и 15 мм (Лабунцов Д.А. и др.), х - круглая горизонтальная пластина диаметром 40 мм (Нншикава Н. и др.), линия - по формуле (3)

С учетом формулы ( 4 ) зависимость (2) справедлива при Р> Рг . Для Р< Рт получена зависимость

А-1В-ехр(-0,\5Ф)+СФ"->]-Г,

А То = Гр/Л)0-'5 ' (5)

где А = 0,345-10'3, В = 36, С = 1,16. В безразмерном виде -

Лаг0 =0,21-10 в-К~;-Ф'ПА\ (6)

На рис. 14 представлены результаты обобщения опытных данных и расчетных по формуле (6).

Используя полученные формулы для расчета Л Т0 , можно выбрать температурные режимы теплоносителя, при которых установка будет работать в контролируемых условиях. Основные результаты исследований по главе 3 опубликованы в работах | 16, 19, 25, 32, 33, 39, 46 ].

1'нс. 1-1. Обобщение оныгных и расчетных данных по формуле (6): О, ©, ©, О - трубы диаметром соответственно 16, 24, 34 и 70 мм, © - труба диаметром 15 мм (Лабунцов ДА. и др.)

60 100 200 400 0,21-10 -ф-*ЛЪ

В четвертой главе "Рост паровых пузырей на нижней образующей горизонтальных труб" изложены результаты теоретического и экспериментального исследования процесса образования, роста и отрыва паровых пузырей на нижней образующей горизонтальных труб диаметром 10, 16, 24, 34 и 70 мм, в диапазоне изменения давлений от 3,6 до 100 кПа, при удельной тепловой нагрузке 20, 40 и 80 кВт/м2.

По экспериментальным данным автора основной объем паровой фазы при кипении воды на горизонтальных трубах образуется при генерации паровых пузырей на нижней образующей и их росте на нижней части горизонтальной трубы.

В литературе нет других данных по росту парового пузыря на нижней образующей горизонтальной трубы, поэтому экспериментально изучался именно этот рост, который делится [27] на следующие стадии: 1) зарождение пузыря, 2) рост до отрыва от центра зарождения, 3) отрыв от центра зарождения, 4) обтекание поверхности трубы при всплытии, 5) отрыв от поверхности трубы.

На рис. 15 представлена схема развития парового пузыря, соответствующая этим представлениям. Такая схема развития пузыря характерна для труб всех исследуемых диаметров до Р > 26 кПа. По условиям эксперимента первая стадия роста не изучалась. Продолжая развиваться равномерно по обе стороны трубы (если смотреть с торца трубы), пузырь деформировался, принимал форму эллипсоида вращения и как бы растекался по поверхности трубы. Его основание принимало форму эллипса, большая ось которого совпадала с осью трубы.

трубы до стадии отрыва от центра зарождения: А - клиновидный мой воды, ф° - азимут фронтальной границы парового пузыря, 0о и 01 - соответственно фронтальный и кормовой углы

Рис. 15. Схема роста парового пузыря на нижней образующей горизонтальной

При выходе кормовой границы парового пузыря за пределы нижней образующей происходило сокращение его основания. Кормовая граница основания как бы стягивалась к фронтальной части. Четвертая стадия роста - обтекание паровым пузырем поверхности трубы при всплытии - в определенной степени аналогична третьей стадии роста. Однако приращение парового пузыря в третьей стадии протекало более интенсивно.

Анализ кинограмм процесса позволяет провести параллель в развитии парового объема на нижней образующей с обращенным процессом стекания капли конденсата с поверхности горизонтальной трубы (см. рис. 15).

В условиях атмосферного давления выявлена следующая зависимость радиального размера пузыря в момент его отрыва от горизонтальной трубы:

Анализ наших экспериментальных данных на рис. 16 и рис. 17 по росту паровых пузырей в условиях пониженного давления свидетельствует о сложном влиянии диаметра горизонтальной трубы и давления на рост паровых пузырей. На рис. 18 ... рис. 23 представлены репродукции с кинограмм процесса роста паровых пузырей на горизонтальных трубах разного диамет-

R= 0,73-Ф1

,0,84

(7)

/ <D - 50 -"р о - I0O к Па -

' ' '-1-1-—'—

10 20 30 «О 50 60 dH, ММ

Рис. 16. Отрывной размер парового пузыря на нижней части горизонтальных труб диаметром 10,16, 24, 34 и 70 мм (по данным автора)

Рис. 17. Зависимость радиуса парового пузыря от времени. Стадии роста парового пузыря: I - развитие, 2 - отрыв о г центра зарождения, 3 - обтекании поверхности трубы. Труба диаметром 10 мм;

Ф - давление насыщения соответственно 5, 26 и ;0У кПа. Труба диаметром 70 мм, Ф, О -давление насыщения 5 и 100 кПа (по данным автора)

Рис. 18. Кинограмма роста парового пузыря на трубе диаметром 70 мм при Р = 100 кПа и q = 40 кВт/м*. Л - профильная проекция, Б - фронтальная проекция

Рис. 19. Кинограмма роста парового пузыря на трубе диаметром 70 мм при Р = 26 к-Па и ц = 40 кВт/м2. А - профильная проекция, Б - фронтальная проекция

Рис. 20. Кинограмма роста парового пузыря на трубе диаметром 24 мм при Р = 13 кПа и я = 40 кВт, А - профильная проекция, Б - фронтальная проекция

Рис. 21. Кинограмма роста парового пузыря на трубе диаметром 10мм при Р = 5 кПа и ц.= 40 кВт/м2, А - профильная проекция, Б - фронтальная проекция

-с и

Ц*. С.РЕ»

¡Г^цоя «

ЛИГ"

ш

•V . ». оо ..

Рис. 22. Кинограмма роста парового пузы- Рис. 23. Кинограмма роста парового пузыря на тр>бс диаме|ром 34 мм при ря на трубе диаметром 10 мм при Р - 5 кПа и ч = 40 кВ|/м2, Л - профильная I" = 26 к! 1а и <] - 80 кНг/м3. Л - профильная проекция. Ь - фронтальная проекция проекция, Б - фрощальная проекция

Рис. 24. Обобщение -жсиеримен-тальных и расчетных данных, по формуле (8). Экспериментальные данные по отрывным размерам па-роного пузыря представлены на рис. 18; О, в, О, О - трубы диаметром 10, 16,24, 34 и 70 мм (данные автора)

0,125-Ф

к; -л"'

ра, которые подтверждают эти выводы. Получена обобщающая формула для определения отрывного диаметра парового пузыря :

£>0 / / = 0,125-Ф1'25 ■ К р -ЛЦ1'. (8)

где п' = - 0,28 Ф'пм, т'= 1,4 Ф'П'5.

Корреляция расчетных, по формуле (8), и экспериментальных данных на рис. 16 и 17 по росту паровых пузырей на горизонтальных трубах из медн представлена на рис. 24.

Изучение отрывных размеров пузырей и особенностей их роста выполнялось на экспериментальных установках рис. 1, рис. 2 и рис. 4. Основные результаты исследований опубликованы в работах [ 5, 6, 8, 11, 17, 18, 25, 27, 34, 46 ].

В главе пятой "Исследование составляющих теплового баланса при кипении жидкостей на горизонтальных трубах" рассмотрены составляющие теплового баланса при отводе теплоты от поверхности горизонтальной трубы в процессе кипения. При Р= ЮОкПа исследование проводилось на трубах диаметром 10, 16, 24, 34 и 70 мм. В условиях вакуума (8 кПа) исследование выполнялось на трубах диаметром 10 н 34 мм. Тепловая нагрузка изменялась от начала пузырькового кипения до 200 кВт/м2.

На основании анализа литературных источников и результатов исследований составлена чстырехкомпонентная модель отвода теплоты, согласно

которой тепловой поток ог поверхности горизонтальной трубы отводится четырьмя основными механизмами: естественной конвекции,парообразования, турбулентного переноса, нульсациоино-струйный.

Тепловой поток, отводимый от поверхности трубы механизмом естественной конвекции, рассчитывался по формуле

й = 0,ЩСг-1>[)ш -Л-&Тс(Гх / <1„) , (9)

в которой часть поверхности трубы, участвующая в отводе теплоты конвекцией - , определялась экспериментально по методике автора. Экспериментальные данные приведены на рис. 25.

Тепловой поток, отводимый паровыми пузырями, включает две составляющие:

где ()'п = Г0 ■ п ■ / ■ р"■ г - тепловой поток, отводимый паровыми пузырями с верхней и боковой частей трубы, (¿ц = N ■ р" г /т - тепловой поток, отводимый паровыми пузырями с нижней части горизонтальной трубы, К0 и Ко" - отрывные объемы паровых пузырей соответственно на верхней и нижней частях трубы, п - число центров генерации "поверхностных" паровых пузырей; N - число оторвавшихся паровых пузырей с нижней части трубы, /- частота отрыва "поверхностных" паровых пузырей, г - теплота парообразования.

Па основании результатов кинематографического исследования для условий атмосферного давления установлена зависимость плотности теплового потока, отводимого паровыми пузырями, от удельной тепловой нагрузки:

«/„=0,6.)о-3 ч?'Ч4/3 • (]1>

См. также рис. 26.

Q.'Q

0.6 о.*

0,5 0,2 0.1

-i 1 1 1 1 1 Ь-jrt

'Pili.

№ 1 1 .... .1. . 1. 1 . i I

60 SO 135 .

g, гВт/м2

Рис, 26. Зависимость доли теплового потока, отводимого паровыми пузырями, от удельной тепловой нагрузки: 9 - труба диаметром 10 мм; © - труба диаметром 34 мм; О - труба диаметром 70 мм

Рис. 27. Составляющие доли теплового потока, отводимого турбулентным переносом, в зависимости от удельной тепловой нагрузки: О -верхняя часть горизонтальной трубы (¡Эт1 / 0, О - нижняя часть трубы (бт2 / О), 9 - турбулентно-вихревой след парового пузыря

го аз «о se loo

</, кВт/и2

Тепловой поток, отводимый механизмом турбулентного переноса, представлен в виде суммы (на основе модели Боришанского В.М. и Жохова К.А.):

Qr = Qn + Qn + Qn . (12)

гае <2т\ • Qn • Qtз " тепловые потоки, отводимые при росте парового пузыря соответственно на верхней части, на нижней части горизонтальной трубы и в турбулентном следе парового пузыря. Для них получены следующие зависимости:

Qn=Qfil6 A-ATc-Prn\>^-Fn t,/v , (13)

д12 -0.\\5-А-ДТс-1'1Я* / т-и-), ( 14)

дп = 0,076 • Л ■ АТС ■ Рг°-31), ■ • К/ V . (15)

См. также рис. 27 и рис. 28.

оЛ 1 1 ■ 1 - г 1 1

0,3 —

0,2 —

0,1 С--®—_

•----/Г2 У. 1 II II

Рис. 28. Зависимость суммарного теплового потока, отводимого турбулентным переносом, от удельной тепловой нагрузки: © - труба диаметром 10 мм; © - труба диаметром 34 мм; О - труба

80, 120

Ч, кВт/и1 диаметром 70 мм

Тепловой поток £}„ , отводимый пульсационно - струйным механизмом, обусловлен пульсационным движением жидкости при росте пузырей на верхней и боковой частях трубы (составляющая ) и пульсационно-струйным движением жидкости при росте паровых пузырей на нижней части трубы (составляющая (?"„):

0^=0,Ш Ю''-Фоа-С-р-и' Г;АТс , ( 16)

е;=58,11о-3Фоы-ср(дгс-и"-/;;')0-45. (17)

Соответствующие опытные данные приведены на рис. 29 и рис. 30. Данные по тепловому балансу при кипении жидкости на трубах приведены на рис. 31.

Рис. 29. Составляющие доли теплового потока, отводимого пульсационно-струйным механизмом, в зависимости от удельной тепловой нагрузки: 1 - при росте паровых пузырей на нижней части трубы (0.'в / 0,) ; 2 - при росте "поверхност-ных" паровых пузырей (Q'¿ / Q) ; а) труба диаметром 70 мм; б) труба диаметром 34 мм; в) труба диаметром 10 мм

0,5

а«

0.3 0.2 0.1

1 1 Г " 1 1_

•в.1%

I 1 1 I 1 1 Г4?

д, жВт/м

1.1

1.0

г' 1 1 1 1 1 1

® ♦» $ п 1

о -1 0 1 0 1 О 1 1 ? 0 1 о 1 +"

6 10 20 10 60 80 9, 120 . хВт/м2

Рис. 30. Зависимость доли теплового потока, отводимого пульса-ционно-струйным механизмом, от удельной тепловой нагрузки: ® - труба диаметром 10 мм; © -труба диаметром 34 мм; О - труба диаметром 70 мм

Рис. 31. Сопоставление фактического и расчетного значений теплового потока, в зависимости от удельной тепловой нагрузки: в - труба диаметром 10 мм; Ф - труба диаметром 34 мм; О - труба диаметром 70 мм (Расчетное значение теплового потока выполнено по четырех-компонентной модели, предложенной автором)

0,7 0.6

о

? 0,4

с О

<У

с? & 0,2

0.1

\ > /

\ N. /

\ \ • 0

/ > \ 11 / \

Ч < К

щ 1

д, хВт/м !

Рис. 32. Влияние удельной тепловой наг рузки на плотность теплового потока. 01ВОДИМОГО паровыми пузырями, при Р„ = 8 кПа

о го <0 во пи

д, жВт/м

Рис. 33. Зависимость составляющих теплового баланса при кипении воды на горизонтальных трубах от удельной тепловой нагрузки, при Р„= 8 к11а: 1 - У, /у; 2 - ; 3 - д„ /О; 4 - у, /у; в, Ф, © - труба диаметром 10 мм. О, О, Ф - труба диаметром 34 мм

0.9

11а рис. 32 и рис. 33 представлены также результаты исследований составляющих теплового баланса на трубах диаметром 10 и 34 мм для условий пониженного давления (Р = 8 кПа). Ит анализа этих данных следует, что в условиях вакуума основная доля теплового потока отводится ог поверхности нагрева перегретыми слоями жидкости. Эти слои перемещаются под действием паровых пузырей.

Основные результаты опубликованы в работах [4, 21, 26, 28, 29, 31, 41, 46].

Шестая глава "Термогидродинамнческне режимы двухфазного потока при кипсиии" посвящена термогидродинамическим режимам двухфазного потока при кипении воды на горизонтальных трубах в условиях атмосферного давления.

Термогидродинамика паровых пузырей при кипении воды на горизонтальных трубах диаметром 10, 16, 24, 34 и 70 мм (при Р = 100 кПа) изучалась автором на основе полученных в опытах фото- и кинограмм. Обработка кинограмм позволила установить две скорости движения фронтальной границы парового пузыря. Первую скорость определяют главным образом гидродинамические условия,и она равна о = 1*1 т, где /* - путь, пройденный паровым пузырем за время т . Другая скорость у = Л /т - скорость движения фронтальной границы парового пузыря за счет испарения внутрь окружающих слоев жидкости (см. рис. 34): v, и и, - скорости движения фронтальной границы пузыря до его отрыва от центра зарождения на нижней образующей, уг и и2 - скорости движения фронтальной границы пузыря при обтекании им боковой поверхности трубы. Схема движения и отрыва парового пузыря по поверхности трубы с нижней её части (по экспериментальным данным) показана на рис. 35. Азимут точки отрыва паровых пузырей .от поверхности трубы (рис. 35) соответствует формуле:

(р^АА-Ф03. (18)

Рис. 34. Зависимость скорости дви- Рис. 35. Схема движения и отрыва парового ження фронтальной границы парового пузыря с нижней образующей горизонтальной пузыря от диаметра трубы грубы. А - точка отрыва

-29В области отрыва двухфазного потока формируется турбулентно-вихревая зона, в которой образуются мелкие паровые пузыри. Удельная тепловая нагрузка этого режима соответствует эмпирическим зависимостям вида

д2 = Л-Ф"0'65 . (19)

На рис. 36 показано развитие двухфазного потока (по кинограммам). При выборе шага парогенерирующих элементов важно знать толщину двухфазного потока по периметру трубы. Данные по толщине двухфазного потока по периметру трубы обобщены зависимостью

5/1 = 0,5Ф0,25 (<р2 + 0,5Ф°'$ )0'75 , (20)

где <р- азимут фронтальной границы парового пузыря по периметру трубы, в радианах (текущее значение).

А • * ч -го.»,*» Г^ч

<Л.\ ■ . . «О ]Г €й» - ."

Рис. 36. Развитие двухфазного потока по кинограммам кипения воды на горизонтальной трубе диаметром 34 мм, при удельных тепловых нагрузках соответственно номерам кадров: 1 - 20 кВт/и2, 2 - 40 кВт/м2, 3 -60 кВт/м2, 4 - 80 кВт/м2. А -профильная проекция, Б - фронтальная проекция трубы

Рис. 37. Корреляция расчетных и опытных данных изменения толщины двухфазного потока по периметру горизонтальной трубы (линия - по формуле (20))

Корреляция расчетных и опытных данных по изменению толщины двухфазного потока представлена на рис. 37. Таким образом, на горизонтальной трубе существуют три процесса генерации паровых пузырей: на верхней части трубы -"поверхностные" паровые пузыри, пузыри с нижней части трубы и паровые, пузыри, образованные в турбулентно-вихревой зоне. Схема распределения участков с различным процессом парообразования на горизонтальной трубе показана на рис. 38.

Рис. 38. Схема расположения трех зон парообразования при кипении воды на горизонтальных трубах: <р„ - азимут фронтальной границы парового пузыря при его отрыве от центра зарождения на нижней образующей; ф8 -угол дуги периметра трубы, обтекаемой паровыми пузырями; <р0 - угол дуги периметра не имеющий центров генерации паровых пузырей; <рк - азимут точки отрыва двухфазного потока от поверхности трубы; <рт - угол дуги периметра трубы, занятый образованием паровых пузырей в турбулентном вихре; <рп - угол дуги периметра трубы, занятой генерацией «поверхностных» паровых пузырей

Установлено, что с понижением давления растет перегрев жидкости относительно Т„ . Влияние давления насыщения на перегрев жидкости для труб диаметром 10 и 34 мм показано на рис, 38, а на изменение амплитуды колебаний температуры стенки трубы - на рис. 39. Термограммы пульсаций температуры стенки (на нижней образующей) при давлениях 50 и 8 кПа приведены на рис. 40.

Установлено также влияние термогидродинамических условий на наки-пеобразование при кипении морской воды. Особенности термогидродинами-

нагрев жидкости при ч = 40 кВт/м2: • - Рис. 39. Изменение амплитуды колебаний труба диаметром 10 мм; О - труба диамет- температуры стенки горизонтальной трубы ром 34 мм при Р„ = 8 кПа и ч = 80 кВт/мг : 1 - труба

диаметром 10 мм, 2 - труба диаметром 34 мм

Рис. 40. Термограммы пульсаций температуры стенки трубы: 1 - при Р = 50 кПа, II - при Р = 8 кПа, а) - груба диаметром 10 мм, б) - труба диаметром 34 мм: 1 - прогрев пристенного слоя жидкости до зарождения парового пузыря, 2 рост парового пузыря, 3 - турбулентно-вихревой режим течения жидкости за кормовой границей парового пузыря, 4 - турбу-ленчт-вихревой режим чечепия жидкости под влиянием роста соседних паровых пузырей

Kii двухфазного потока около горизонтального цилиндра определяют и картину накипеобразования на горизонтальной трубе. Эксперименты показали, что на горизонтальной трубе диаметром 34 мм можно выделить три области образования накипи: нижняя часть трубы, верхняя часть и боковые поверхности трубы. Такое деление поверхности отражает развитие трех зон парообразования (см. рис. 38). Г1о нашим данным изменение ДТС от времени при кипении морской воды на трубе диаметром 34 мм, покрытой никелем, в условиях атмосферного и пониженного давлений представлено на рис .41. При различных давлениях, очевидно, изменяется состав накипеобразущих и их термическое сопротивление. Различные термогидродинамические условия по периметру трубы при кипении воды обуславливают различную скорость отложения накипи по периметру (рис. 42).

Рис. 41. Изменение температурного напора во времени при кипении морской воды (Ч = 80 кВт/м2) ©, О, Ф - соответственно 100, 50 и 20 кПа

I г « б ю го зо 60 юо

"Г, час

Рис. 42. Рост толщины накипи (5, мм) по периметру горизонтальной трубы диаметром 34 мм, за промежуток времени 60 часов, при Р = 100 кПа и Я = 80 кВт/м2

Рис. 43 иллюстрирует экспериментальные данные о зависимости скорости генерации паровых пузырей с нижней части трубы от удельной тепловой нагрузки при кипении воды. Точки излома кривых характеризуют смену термогидродинамического режима по периметру трубы. Изменение режима двухфазного потока сопровождается изменением перегрева стенки трубы по её периметру (см. рис. 44). Удельная тепловая нагрузка режима начала образования паровых пузырей на нижней образующей трубы обобщена зависимостью

^=6,4-10-37йо2-5 . (21)

• Режиму начала пузырькового кипения на верхней части горизонтальной трубы соответствует удельная тепловая нагрузка

д, = . (22)

10 50 103 203 кИт/м

Рис. 43. Зависимость скорости генерации паровых пузырей на нижней образующей горизонтальной трубы от удельной тепловой нагрузки: 1,2, 3 -трубы диаметром, соответственно, 10, 34 и 70 мм, в точках а, в, с, е - удельные тепловые нагрузки соответственно <?0. диЯ1 и д4

О 45 50 136 (ра 180,

Рис. 44. Влияние удельной тепловой нагрузки на перегрев стенки по периметру горизонтальной трубы: 1 - труба диаметром 10 мм, 2 -труба диаметром 34 мм

Третий режим пузырькового кипения наступает тогда, когда в зоне отрыва двухфазного потока образуются мелкие паровые пузыри. Началу этого режима соответствует удельная тепловая нагрузка

д2 =0,78-Л^и . (23)

С увеличением удельной тепловой нагрузки наступает такой тепловой режим, при котором нижняя образующая горизонтальной трубы полностью "экранируется" основаниями паровых пузырей. Начинается тепловое и силовое взаимодействие между фазами. Удельная тепловая нагрузка при этом достигает величины

</з = ехр(63-0.01 Ф) . (24)

Частота отрыва паровых пузырей на этом режиме с нижней части горизонтальной трубы зависит от АТ„ и диаметра трубы (см. рис. 45).

Г1р . обработке экспериментальных кинограмм получена также зависимость для среднего значения площади основания парового пузыря на нижней части трубы:

= ж-И} =ехр(0,15-Ф+0.7;-КГ6, (25 )

время роста парового пузыря на поверхности горизонтальной трубы

= ехр (0,056 Ф - 3,4) (26)

и степень экранизации трубы (нижней части) основаниями паровых пузырей (рис. 46):

Е2 = 0,\ ехр(0,206 Ф-2,7)(ц-\0~п /Ь)'-25 -Ф"0-9 , (27)

где ¿г- работа образования парового пузыря радиусом .

Аналогичные зависимости получены для степени экранизации верхней части трубы и поверхности всей трубы.

В следующей области пузырькового кипения (см. рис. 44) скорость эвакуации паровых пузырей с нижней части горизонтальной трубы становится меньше скорости их генерации. Удельная тепловая нагрузка (по результатам измерений и киносъемки) составляет

д4 = 1015 -6,31-<£ 0,72 £/ ехр(0Д648-Ф- 2,174; . (28)

Переходная область к пленочному режиму кипения на рис. 47 лежит выше кривой 5.

Таким образом, при пузырьковом кипении воды на горизонтальных трубах в условиях атмосферного давления выделено пять термогидродинамических режимов термодинамически равновесного двухфазного потока.

Эксперименты выполнялись на установках - рис. 1, рис. 2, рис. 4 и рис. 5. Основные результаты главы опубликованы в работах [3, 10, 12, 14, 20, 23, 24, 26, 30, 32, 35, 38, 40, 41, 46].

Седьмая глава "Обобщение результатов исследований теплообмена при кипении воды на одиночной горизонтальной трубе" посвящена обобщению расчетных данных по теплообмену при кипении жидкостей на горизонтальных трубах.

Данные по теплообмену на горизонтальных цилиндрических нагревателях при кипении воды (для атмосферного давления) обобщены автором в виде зависимости

Ми=С-Не°-7-Ф0Л1 , (29)

10000

—,

¿-4 5000

VJ

2000

£

1000

500

газ

О-^То'н* О - фЗ'тн • -«ЧЗии

7

W

ñ

0.5 i

П-Н

Д

(10 ql L) ' Ф'

Рис. 45. Корреляция расчетных и опытных данных по частоте отрыва паровых пузырен с нижней образующей трубы

i

0,5

C4J

W

0,1 0.05

0,02 0.01

7 ¿ 7*

/ / и * Г

/ Í <1 >Zi _1

/ Ñ »о м > -фЮпм . -<plinn _ - ф 70цп

4

20 «0 100 200 1000 q, кВт/м2

Рис. 46. Степень экранизации поверхности нижней части горизонтальной трубы основаниями паровых пузырей

Рис. 47. Влияние диаметра горизонтальной трубы на термогидродинамический режим двухфазного потока при пузырьковом кипении: I - по формуле (22), 2 - по формуле (23X 3 - по формуле (24), 4 - по формуле (28). 1 - (<?0- q,) - область слабого пузырькового кипения на нижней образующей трубы, II - (<j¡ -qi) - начало пузырькового кипения на верхней части трубы; Ш - (92 -qi) - интенсивное развитие трех процессов пузырькового кипения; IV - (q, - q,) - область нарастающего теплового и силового взаимодействия между фазами, V - (qt - <¡*p) -переход к пленочному режиму кипения

С' = 0,31 для латуни и нержавеющей стали, Ф - параметр, учит ынающий влияние диаме тра катрена теля и теплофп шческие характерис тики жидкос ти (см. выше гл. 3).

Рис. 48. Обобщение жеперимеп-тальных данных по кипению коды на цилиндрических нагревателях: ф- труба из латуни диаметром 38,1 мм (Крайдер Д. и др.),-ф-труба из латуни диаметром 23.8 мм (Сорокин А.Ф.), труба из латуни диаметром 8 мм (Стюшин Н.Г. и др.^-ф-- проволочка из платины диаметром 0,3 мм (Нишнкава К. и др.), 0, О, в, Ф, О - данные автора для труб из меди диаметром соответственно 10, 16, 24. 34 и 70 мм. С = 0.26 - для меди, С = 0,31 - для латуни и нерж. стали; линия - по формуле (29) автора

3

"ь: «

к «

10

6 ч

3 2

I

Рис. 49. Зависимость коэффициента теплоотдачи от удельной тепловой нагрузки при давлениях: 3.6: 5, 8, .13,20, 26, 50 и 100 кПа, на трубах диаметром ¡0 и 70 мм (дистиллят воды) -экспериментальные данные

6 10 20 40 60 100 150

q. еВт/м2

В условиях вакуума изменяется интенсивность теплообмена, причем на трубах большего диаметра влияние вакуума меньше, чем на трубах малого

-37В условиях вакуума изменяется интенсивность теплообмена, причем на трубах большего диаметра влияние вакуума меньше, чем на трубах малого диаметра. На рис. 49 приведены результаты экспериментального исследования зависимости коэффициента теплоотдачи от удельной тепловой нагрузки. На рис. 50 дано сопоставление результатов наших исследования при кипении дистиллята воды и морской воды на трубе диметром 34 мм, покрытой никелем.

Рис. 50. Зависимость коэффициента теплоотдачи от удельной тепловой нагрузки при кипении дистиллята и морской воды: в, ® - дистиллят, соответственно 100 и 20 кПа, О, ©, С, в, в - морская вода, соответственно 100, 50, 20, 13и8кПа

6,0 100 ■7. кПг/м2

На основе экспериментальных данных получены следующие расчетные формулы. При РН>Рг (Л - см. гл. 3)

а = А<}0-7-Р°-}3-с/°'25 . ( 30 )

Для меди Л = 0,37, для латуни и нержавеющей стали Л = 0,45.

При.Р„<Л. а = Л-90'7--Р„°''Ч?'5 • (31)

Для меди /1 = 0,29, для латуни и нержавеющей стали Л = 0,35. В безразмерной форме формулы (30) и (31) представлены в виде:

при Р„ >РГ ■ N11 - С- 11е"'7■ - Рг0"35■ Ф025 . ( 32 )

Для меди С = 0,6-10"3, для латуни и нержавеющей стали С = 0,78-10'3.

При /'„ <Р, = с^'-Ф" , (33)

где для меди С = 2-10"3, для латуни и нержавеющей стали С = 2,5-10"3, критерий капиллярного давления АГг см. в гл. 3.

На рис. 51 представлена, в качестве примера, корреляция известных опытных данных, включая и данные автора, с расчетной зависимостью (32), которой па рисунке соответствует средняя прямая линия.

Корреляция опытных и расчетных данных по формуле (32) дает отклонение опытных точек от осредняющих линий ± 20 % [ 26, 29,43, 46 }.

Рис. 51. Корреляция расчетных и опытных данных но теплообмену при кипении воды, водных растворов Naß, LiCI и морской воды: опыты Л.Ф. Сорокина ( I -вода, 2 - Nati, В = 10 %, 3 - Naß, В = 15 %, Р = 100 кПа, труба из латуни диаметром 23,8 мм); опыты П. Минченко и Э.Ф.Фирсовой ( 4 - вода, Р= 100 кПа., 5 -вода, Р = 48 кПа, 6 - LiCI, В = 25 %, Р = 100 кПа, 8 - LiCI, В = 10 %, Р = 50 кПа, труба из нерж. стали диаметром 12 мм), эксперимент автора (9,10,11 - вода, Р = 100, 26,20 кПа, 12,13, 14 - морская вода, К = 35 %, Р = 100, 50,20 кПа, труба диаметром 34 мм, покрытая никелем), опыты П.Минченко ( 7 - LiCI, В = 10 %, Р = 100 кПа )

Используя предложенный автором [ 43 ] пузырьковый критерий Пекле, Ре„ = У0-т'/а. Формулы (32) и (33) представлены в виде, соответственно,

№/ = А • ф-0'28 ■ К0/ ■ /Vй , {34)

для меди А =0,277.

Ыи= А'-Ре^5, (35)

для меди А'=0,108.

Здесь У0 - отрывной объем парового пузыря, определяется на основе формулы (8) для отрывного диаметра пузыря; ш* - частота генерации паровых пузырей (рис. 45), для которой на основании наших опытных данных и кинограмм получена [22, 43, 46] расчетная зависимость

т =1,М03(10-'5-9/£.,)1-25.ф-°-2, (36) где ц - удельная тепловая нагрузка, £т - работа образования парового пузыря.

Формулы (34) и (35) позволяют вести расчет коэффициента теплоотдачи (а) на основе внутренних характеристик процесса кипения.

Сопоставление расчетных, по формулам (34) и (35), и экспериментальных данных представлено на рис. 52 и рис. 53.

Рис. 52. Корреляция экспериментальных и Рис. 53. Корреляция опытных и расчетных

расчетных данных по формуле (34): Э, данных по формуле (35): в, О, в, О -в, ©, О -, горизонтальные трубы диамет- горизонтальные трубы диаметром соот-

ром соответственно 10, .16, 24, 34 и 70 мм. ветственно 10, 16, 24, 34 и 70 мм. Диапа-

Диапазон измерения давления зон измерения давления 5 < Рн < 26 кПа.

26<РН< 100кПа,Рн> Рг Рн<Гг

Результаты по главе 7 опубликованы в работах [ 12, 14, 15, 20, 24, 29, 35, 41,43,46].

Восьмая глава "Исследование теплообмена при кипении дистиллята воды и морской воды на пучке горизонтальных труб" содержит результаты комплексного исследования этой проблемы. Эксперименты проводились в диапазоне изменения давления насыщения от 26 до 500 кПа и удельных тепловых нагрузках до 150 кВт/м2 на экспериментальной установке (рис. 4).

Эксперименты выполнены на пучке горизонтальных труб из меди диаметром 34 мм.

Установлено, что при кипении воды на пучке труб проявляется "эффект пучка" на весь процесс кипения - на парообразование и теплообмен: увеличивается паросодержание термодинамически равновесного двухфазного потока по высоте пучка труб, растет коэффициент теплоотдачи вышележащих рядов труб в пучке и т.п.(см. рис. 54, рис. 55).

Рнс. 54. Экспериментальная зависимость коэффициента теплоотдачи от удельной тепловой нагрузки при кипении воды на горизонтальном пучке труб: 1,2, 3,4, 5 - номер ряда труб в пучке

Рис. 55. Корреляция расчетных и опытных данных по теплообмену при кипении воды на пучке горизонтальных труб. С - второй ряд труб, (I - третий ряд труб, в - четвертый ряд труб, © - пятый ряд труб -данные автора (трубы диаметром 34 мм); О - трубы второго ряда,ф - трубы четвертого ряда, © - трубы шестого ряда -данные Слесаренко В.Н. и Рудаковой А.Е. (трубы диаметром 25 мм), линия - по формуле (41).

На основе полученных данных для расчета относительного шага труб в пучке автором рекомендуются следующие формулы. Вертикальный шаг: минимальная величина -

С'в=(Я'в/4„) = 1 +1(0,125Ф1'25■ К<За"', (37)

рабочее значение -

С; = (БЦ/с/„) = 1 + 21(0,\25Ф125 ■ . ( 38 )

Горизонтальный шаг : минимальная величина -

С; = Г5;/(/„; = 1 + //О.5Ф0'25^2 + О,5Ф0'5/'757-^;1 , (39)

рабочее значение -

с; = ы„) = \ + 2//о.5ФОД5^2 + о,5ф0'5;0'75 / • . (40)

В результате обработки наших экспериментальных данных получены также формула для расчета теплообмена при кипении воды на пучках горизонтальных труб диаметром 10...70 мм :

№íм = cm•«w5•iгe0'7/мOJ^/í,0'^Ф0•25.Pr0■35YCв•c/.;~0'l5, (41)

где т - номер ряда труб в пучке, Ст= 0,913 -10"3 -численный коэффициент.

Корреляция расчетных данных с результатами настоящего исследования и данными работ Слесаренко В.Н. и др. дает расхождение по осредняющей линии + 15 % (см. рис. 55). Формула (41) применима для расчета теплообмена при /»„ = 26... 500 кПа и удельных тепловых нагрузках для труб диаметром 10...24 мм -9 <100 кВт/м2, для труб диаметром 25... 70 мм-<80 кВт/м2. Обобщение расчетных и экспериментальных данных представлено на рис. 56. Основные результаты опубликованы в [ 36, 39, 43, 45 ]. В девятой главе "Рекомендации для расчета судовых испарителей с горизонтальными трубами" изложены основные рекомендации по проектированию судовых горизонтальнотрубных испарителей на основании новых формул и дополнительных параметров, полученных автором для процесса кипения на трубах.

Рекомендуются возможные направления модернизации испарителей.

. 3-5 3.0

2,5

2.0 1/8

1,5 [ 1.2

1,2

1.5 1.8

2,5 3 3,5

Рис. 56. Обобщение расчетных и экспериментальных данных по теплообмену при кипении воды на пучке труб: ©, ©. О, О'- экспериментальные данные со-отвекггвенно на 2, 3,4 и 5 рядах труб пучка

которые проиллюстрированы на примере некоторых вариантов модернизации существующих испарителей судовых опреснительных установок типов Ик"В-39/6М, ИВС-3, П2, "Айтон", "Эврика", ДМ-1М, ВИР и др.

В основном использованы работы [ 36, 39, 43,45,46 ].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе в соответствии с поставленными задачами разработана методика комплексного исследования процесса кипения на горизонтальных трубах (применительно к судовым испарителям), созданы совершенные экспериментальные установки, позволяющие глубоко познать механизмы процесса кипения и получить все необходимые его характеристики.

Получены следующие основные результаты, определяющие научную новизну и практическую значимость работы:

1. Разработана и апробирована комплексная методика исследования процесса пузырькового кипения, которая позволяет изучать одновременно процессы теплообмена и парообразования - коэффициенты теплоотдачи и внутренние характеристики процесса кипения, в том числе - на основе скоростной киносъемки процесса кипения одновременно в двух проекциях.

2: Установлена зависимость температурного напора начала пузырькового кипения (АГо) от давления насыщения и диаметра горизонтальной трубы.

3. Выявлен граничный уровень давления (Рт), ниже которого изменяется его влияние на величину АТо и на внутренние характеристики процесса кипения.

4. Установлено, что основной объем пара, отводимый от поверхности горизонтальной трубы паровыми пузырями, генерируется с ее нижней части.

5. Изучена динамика роста паровых пузырей на нижней части горизонтальной трубы и выявлена зависимость отрывных размеров паровых пузырей от давления насыщения (при вакууме) и диаметра горизонтальной трубы.

6. Апробирована четырехкомпонентная модель отвода теплового потока от горизонтальных труб диаметром 10, 34 и 70 мм при кипении. Выявлена зависимость теплового потока, отводимого паровыми пузырями, от давления насыщения, диаметра горизонтальной трубы и удельной тепловой нагрузки.

7. Исследованы термогидродинамические режимы пузырькового кипения на одиночных горизонтальных трубах разного диаметра. Выявлены зависимости этих режимов от удельной тепловой нагрузки, от диаметра горизонтальной трубы.

8. Установлено влияние термогидродинамических режимов пузырькового кипения на процесс накипеобразования при кипении морской воды.

9. Установлены параметры термогидродинамического режима двухфазного потока при переходе пузырькового кипения в пленочное.

10. Исследован коэффициент теплоотдачи при кипении воды и морской воды на горизонтальных трубах из меди диаметром 10, 16, 24, 34 и 70 мм и установлены его зависимости от удельной тепловой нагрузки, давления насыщения и диаметра горизонтальной трубы.

11. Получена зависимость для расчета коэффициента теплоотдачи при кипении воды и морской воды на горизонтальных трубах в условиях вакуума в диапазоне изменения давления насыщения 3,6,... 100 кПа.

12. Выполнены исследования теплообмена при кипении воды на пучке горизонтальных труб. Выявлены зависимости коэффициента теплоотдачи от положения ряда труб в пучке и получена обобщающая формула для расчета теплообмена при кипении воды на пучке.

13. Выявлены предельные значения шага установки труб в пучке и определены значения относительных шагов труб в зависимости от характеристик процесса кипения.

14. Во всех необходимых случаях на основе экспериментальных исследований и теоретических обобщений получены расчетные формулы, которые составляют основу для проектирования и модернизации судовых горизон-тальнотрубных испарителей.

Ociiobiioc содержание диссертации опубликовано и работах:

1. Экспериментальная установка для исследования теплообмена в глубоковакуумном испарителе морской воды // Вопросы теории н практики судовых энергетических установок. Материалы конф. НТО Судпрома. Владивосток: ДВПИ, 1971. С. 77-79. (Соавтор - Стаценко В.Н.)

2. Экспериментальное исследование процесса теплообмена применительно к судовым вакуумным испарительным установкам // Судовые энергетические установки. 'Груды ДВПИ. Т.80. Владивосток: ДВПИ, 1972. С. 70-76. ( Якубовский Ю.В., Стаценко В.Н.)

3. О теплообмене при кипении морской воды в условиях естественной конвекции // Судовые силовые установки. Труды ДВПИ. Т. 77. Владивосток: ДВПИ, 1974. С. ¡02-109. ( Подсушный A.M., Якубовский Ю.В. и др.)

4. Влияние диаметра нагревателя на перенос тепла при кипении воды в условиях вакуума // Там же. С. 109-118. (Якубовский Ю.В., Добржанский В.Г. и др.)

5. К вопросу кипения жидкости на горизонтальной трубе при пониженных давлениях.// Вопросы теории и практики судовых энергетических установок. Материалы конф. Секция 2. Владивосток: ДВПИ, 1973. (Деп. в ВИНИТИ РЖ "Насосостроение и ком-прессоростроение. Холодильное машиностроение". 1975. № 9. Реф. 9.61.262). С.171-179 (Якубовский Ю. В., Стаценко В.Н.)

6. Некоторые особенности кипения воды на горизонтальных трубах в условиях вакуума // Теплообмен и гидравлич. сопротивление при движении двухфазного потока ... Ма* териалы 4 - Всесоюзн. конф. Секция 1. Д.: АН СССР, 1974. С.86. (Якубовский Ю.В., Добржанский В.Г. и др.)

7. Теплообмен при кипении воды на горизонтальных трубах // Материалы XXIII научн. конф. ДВПИ. Владивосток: ДВПИ, 1975. С. 52. (Якубовский Ю.В., Добржанский В.Г. и др.)

8. Динамика роста паровых пузырей на горизонтальных трубах // Нелинейные волновые процессы в двухфазных средах. Материалы 20- Сибирского теплофизического семинара. Новосибирск: ИГФ СО АН СССР, 1977. С. 362-368. (Якубовский Ю.В., Добржанский В. Г. и др.)

9. Организация парожидкостного потока при кипении воды около горизонтального цилиндра // Материалы XXIV научн. конф. ДВПИ . Владивосток: ДВПИ, 1977. С. 73-74. (Якубовский Ю.В.)

10. О парообразовании на цилиндрической поверхности нагрева // Судовые энергетические установки. Межвузовск. сборник. Владивосток: ДВГУ, 1978. С.66-70. (Якубовский Ю.В., Добржанский В. Г.)

11. Применение ЭВМ к расчету процесса парообразования на цилиндрических поверхностях нагрева // Там же. С.70-75. (Якубовский Ю.В.)

12. Процесс кипения на горизонтальных трубач разного диаметра // Теплообмен и гидравлич. сопротивление при движении двухфазного потока. ...Материалы 6- Всесоюзн. конф. Секция 1. Л.: АН СССР, 1978. С. 54-58. (Якубовский Ю.В.)

13. Кипение воды в условиях вакуума на горизонтальных трубах // Теплообмен и гидрогазодинамика при конденсации и кипении. Материалы 21- Сибирского теплофизиче-ского семинара. Секция 1. Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1979. С. 115-117. (Якубовский Ю.В..Добржанский В.Г.)

14. К вопросу кипения на горизонтальных трубах в вакуумных испарителях судовых опреснительных установок // Судовые энергетические установки. Межвузовск. сборник.

Владивосток: ДВГУ, 1980. С. 83-88.

15. Теплообмен и парообразование при кипении воды на горизонтальных трубах // Теплообмен, температурный режим и гидродинамика при генерации пара. Л.: АН СССР. 1981. С. 32-39. (Якубовский Ю.В.)

16. О начале пузырькового кипения на горизонтальных трубах.// Кипение и конденсация. Рига: РПИ, 1981. С. 5-14.

17. Процесс кипения воды на горизонтальных трубах в условиях вакуума // Там же. С. 1523.

18. Некоторые особенности динамики роста парового пузыря на горизонтальных трубах в условиях атмосферного и пониженного давления II Владивосток: Дальрыбвтуз, 1982. 48 с. Деп. в ЦНИИТЭИРХ. 13.04.82. № 377 рп-Д82.

19. Температурный напор начала пузырькового кипения на горизонтальных трубах И Владивосток: Дальрыбвтуз,'!982. 36 с. Деп. в ЦНИИТЭИРХ. 26.04.82. № 383 рп-Д82.

20. О паросодержании двухфазного потока при кипении воды на горизонтальных трубах // Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Мирового океана. Материалы 4- Всесоюзн. конф. Часть 2. Владивосток: ДВО АН СССР, 1983. С. 283285.

21. Исследование составляющих теплового баланса при кипении воды на горизонтальных трубах // Владивосток: Дальрыбвтуз, 1984. 46 с. Деп. в ЦНИИТЭИРХ. 19.06.84. №> 603 рх-Д84.

22. Термогидродинамические режимы кипения воды на горизонтальных трубах // Владивосток: Дальрыбвтуз, 1984. 47 с. Деп. в ЦНИИТЭИРХ. 9.06.84. № 604 рх-Д84.

23. О трёх процессах парообразования при кипении воды на горизонтальных трубах :' Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах. Материалы 7- Всесоюзн. конф. Т.1.Л.: АН СССР, 1985. С. 154-156.

24. Исследование тепловых режимов двухфазного потока при кипении воды на горизонтальных трубах И Там же. С. 151-153.

25. О механизме образования паровых пузырей на технических поверхностях нагрева /' Материалы 2- Всесоюзн. конф. по энергетике океана. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1985.С.30-32.

26. Исследование отвода теплоты турбулентным механизмом при кипении воды на горизонтальных трубах // Там же. С. 33-35.

27. Расчет роста парового пузыря на нижней образующей горизонтальной трубы / Инженерно-физический журнал, 1987. Т. 52,ЛГ° I. С. 66-73.

28. Исследование механизма отвода теплоты при кипении жидкости на горизонтальных трубах //Эффективность систем преобразования энергии океана. Владивосток: ДВО АН СССР. 1987. С. 87-95.

29. Исследование отвода теплоты паровыми пузырями при кипении воды на горизонтальных трубах / Известия вузов. Энергетика. 1988. № 1. С. 61-65.

30. Гидротермодинамика паровых пузырей при кипении воды на горизонтальных трубах /Известия вузов. Энергетика, 1988. Л 7. С. 69-74.

31. Расчет составляющих теплового баланса при кипении воды на горизонтальных трубах // Кипение и конденсация. Рига: РПИ. 1988. С. 38-49.

32. К определению кризиса пузырькового кипения воды на горизонтальных трубах /■' Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах. Материалы 8- Всесоюзн. конф. Т. 1. Л.: АН СССР, 1990. С. 365-368.

33 Расчет температурного напора начала пузырькового кииения воды на горизонтальных трубах в условиях вакуума/АГам же. С. 413-415.

34. Модель для расчета отрывного днаме/ра наровок» пузыря при кипении воды на гори-

зошальных трубах и условиях вакуума // Маа'риалы 3- Всесокип, конф. по энергетике океана. Ч. 1. Владивосток: ДНО ЛИ СССР, 1400. С. 16.

35. Термогидродинамическне режимы н испарительных аппаратах малой энергетики // Нетрадиционная энергетика и технология. Материалы международн. конф. 4.1. Владивосток: ДВО РАН, 1995. С. 45.

36. Направления модернизации теплообменных аппаратов с кипением жидкости на горизонтальных 1рубах //Нетрадиционная энергетика и технология. Материалы международн. конф. 4.2. Владивосток: ДВО РАН, 1996. С. 49-51.

37. Три процесса генерации паровых пузырей при кипении воды на горизонтальных трубах II Исследования Владивостокского отд. Российск. общества тепломассообмена в 1995-1996 гг. Владивосток: ДВО РАН, 1997. С. 15-16.

38. Результаты исследований теплообмена при кипении воды на пучке горизонтальных труб//Там же. С. 31-35.

39. Методика расчета и модернизации судовых горизонтальнотрубных испарителей. Ин-форм. листок X» 3-98. Владивосток: ПримЦН'ГИ, 1998. 4 с.

40. Якубовский Ю.В., Карастелев Б.Я.. Чайка В.Д. и др. Рабочие процессы в судовых во-доопреснительных установках и методы их исследования. Учебное пособие. Владивосток: ДВПИ, 1976. 82 с.

41. Чайка В.Д. Исследование составляющих теплового баланса в выпарных аппаратах с греющими элементами из горизонтальных труб. Учебное пособие. Владивосток: Дальрыбвтуз. 1990. 108 с.

42. Остренко С.А., Чайка В.Д. Теплотехника (методические указания по курсу "Теплопередача"). Владивосток: Дачьрыбвтуз, 1994.63 с.

43. Чайка В.Д. Новые формулы для теплового расчета судовых горизонтальнотрубных испарителей. Препринт, Владивосток: ИПМТ ДВО РАН, 1995. 28 с.

44. Остренко С.А., Чайка В.Д. Практикум по технической термодинамике. Учебное пособие. Владивосток: Дальрыбвтуз, 1996. 116 с.

45. Чайка В.Д. Рекомендации по проектированию и модернизации судовых горизонтальнотрубных испарителей. Владивосток: ИПМТ ДВО РАН, 1996. 20 с.

46. Чайка В.Д. Вопросы физики кипения жидкостей (на горизонтальных трубах). Монография. Владивосток: Дальнаука. 1996. 212 с.

ОТДЕЛЬНЫЕ ИЗДАНИЯ

Введение.

Глава 1. Обзор и анализ проблем кипения жидкостей на горизонтальных трубах

1.1. Состояние вопроса изучения кипения жидкостей.

1.2. Закипание жидкостей на твердых поверхностях нагрева (в том числе на трубах).

1.3. Некоторые особенности динамики роста парового пузыря при кипении воды на твердых поверхностях нагрева (в том числе на трубах).

1.4. Скорость генерации паровых пузырей

1.5. Отвод теплоты от поверхности нагрева при кипении воды

1.6. Анализ исследований термогидродинамических режимов кипения воды на твердых поверхностях нагрева.

1.7. Анализ существующих расчетных моделей теплообмена при кипении.

1.8. Теплообмен при кипении воды на пучке горизонтальных труб

1.9. Методы экспериментального исследования процесса кипения на горизонтальных трубах.

1.10. Задачи комплексного исследования процесса кипения на горизонтальных трубах.

Глава 2. Методика исследования процесса кипения воды на горизонтальных трубах.

2.1. Задачи экспериментального исследования.

2.2. Экспериментальные установки и их элементы.

2.2.1. Испарительная камера.

2.2.2. Экспериментальная установка с воздушным термостатом для одиночной горизонтальной трубы

2.2.3. Экспериментальная установка для изучения процесса кипения на одиночной трубе с "охранным" нагревателем

2.2.4. Экспериментальная установка с воздушным термостатом для изучения процесса кипения на пучке труб.

2.2.5. Испарительная камера парогенераторной установки на морской воде для изучения процесса кипения на пучке труб

2.3. Рабочие участки.

2.3.1. Задачи проектирования.

2.3.2. Рабочие участки с электрическим обогревом.

2.3.3. Рабочие участки с жидким или газообразным теплоносителями.

2.3.4. Компоновка рабочих участков в пучки греющих труб.

2.4. Измерение температуры.

2.4.1. Изготовление термоэлектрических термометров (термопар)

2.4.2. Градуирование термопар.

2.4.3. Измерение термоЭДС термопар.

2.5. Оценка точности результата измерения.

2.6. Определение внутренних характеристик процесса кипения воды.

2.6.1. Киносъемка процесса кипения.

2.6.2. Определение отрывного объема парового пузыря.

2.6.3. Расчет парового объема и площади основания парового пузыря в период его роста.

2.7. Расчет теплоотдачи.

2.7.1. Коэффициент теплодотдачи.

2.7.2. Расчет потерь теплового потока с торцов рабочих участков

2.8. Планирование эксперимента.

Глава 3. Температурный напор начала пузырькового кипения на горизонтальных трубах.

3.1. Работа образования парового пузыря на горизонтальной трубе.

3.2. Экспериментальное исследование температурного напора начала пузырькового кипения на горизонтальных трубах.

Глава 4. Рост паровых пузырей на нижней образующей горизонтальных труб.

4.1. Рост парового пузыря при атмосферном давлении.

4.2. Рост парового пузыря при пониженных давлениях.

Глава 5. Исследование составляющих теплового баланса при кипении воды на горизонтальных трубах.

5.1. Анализ опубликованных работ по исследованию составляющих теплового баланса при кипении воды.

5.2. Тепловой поток, отводимый естественной конвекцией.

5.3. Тепловой поток, отводимый паровыми пузырями.

5.4. Тепловой поток, отводимый механизмом турбулентного переноса.

5.5. Тепловой поток, отводимый пульсационно-струйньш механизмом.

5.6. Проверка сходимости теплового баланса.

5.7. Тепловой баланс в условиях пониженного давления.

Глава 6. Термогидродинамические режимы двухфазного потока при кипении.

6.1. Термогидродинамика паровых пузырей при кипении воды на горизонтальных трубах в условиях атмосферного давления

6.2. Температурное поле и пульсации температуры.

6.3. Влияние термогидродинамических условий на накипеобразование при кипении морской воды.

6.4. Термогидродинамические режимы двухфазного потока при пузырьковом кипении воды на горизонтальных трубах.

6.6. Термогидродинамический режим двухфазного потока при переходе от пузырькового к пленочному кипению.

Глава 7. Обобщение результатов исследований теплообмена при кипении воды на одиночной горизонтальной трубе

7.1. О влиянии диаметра горизонтальной трубы на теплоотдачу при пузырьковом кипении.

7.2. Особенности теплоотдачи при кипении морской воды.

7.3. Обобщающие формулы для расчета теплоотдачи при кипении воды на одиночных горизонтальных трубах.

7.4. Внутренние характеристики процесса кипения при разработке новых формул для расчета теплоотдачи.

7.5. О новых формулах для расчета теплоотдачи при кипении воды на одиночных трубах.

Глава 8. Исследование теплообмена при кипении дистиллята воды и морской воды на пучке горизонтальных труб.

8.1. Зависимость теплообмена при кипении воды на пучке горизонтальных труб.

8.2. Особенности теплообмена при кипении воды и морской воды на первом нижнем ряде пучка горизонтальных труб.

8.3. Исследование процесса кипения воды на пучке горизонтальных труб в условиях атмосферного и пониженного давлений

8.4. Исследование процесса кипения дистиллята воды, водопроводной воды, и термоумягченной морской воды на пучке горизонтальных труб при повышенном давлении.

8.5. Влияние термогидродинамических условий на теплообмен при кипении воды на пучке горизонтальных труб.

8.6. Определение оптимальной плотности теплового потока графо-аналитическим методом.

8.7. Определение шагов труб при их компоновке в пучок.

8.8. Влияние пучка труб на парообразование.

Глава 9. Рекомендации для расчета судовых испарителей с горизонтальными трубами.

Судовые испарители являются одним из основных элементов судовых энергетических установок, обеспечивающих безопасность и жизнедеятельность СЭУ и морского судна в целом. Создание компактных неметаллоемких, высокоэффективных испарителей судовых водоопреснительных установок и их элементов требует дополнительной информации о процессах теплообмена и парообразования при кипении воды, водных растворов и морской воды.

Кипению жидкостей в литературе посвящено более 10000 работ. Однако данных о процессе кипения на горизонтальных трубах судовых испарителей очень мало. Проектирование испарителей в настоящее время выполняется, главным образом, по аналогии с подобными действующими. Поэтому дальнейшие исследования рабочих процессов судовых испарителей являются весьма актуальными.

Целью настоящей работы являлась разработка комплексной методики исследования процесса кипения на горизонтальных трубах в условиях свободной конвекции при атмосферном и пониженных давлениях (3,6. 100 кПа) и на ее основе изучить основные характеристики пузырькового кипения, в том числе - с помощью киносъемки процесса одновременно в двух проекциях, и разработать модели для уточненного расчета теплообмена в испарителях с горизонтальнотрубными греющими элементами с учетом всех важных параметров процесса.

Диссертационная работа выполнялась в рамках научно-технической программы Минвуза РСФСР "Исследования и освоение Мирового океана" 1976.1980 гг., направление - "Разработка методов и средств по опреснению, очистке и энерготехнологическому использованию вод Мирового океана" (пункты 6.2.2, 6.2.25), Общегосударственной комплексной программы "Мировой океан", проект "Энергетика" (периоды 1981.1985 гг., 1986.1990 гг., 1991.1995 гг.), Государственной программы фундаментальных исследований "Коренное повышение эффективности энергетических систем" АН СССР (период 1988. 1990 гг.).

Активное изучение процесса парообразования при пузырьковом кипении выполнялось исследователями главным образом на горизонтальных пластинах и тонких проволочках, поэтому большая часть расчетных моделей механизма отвода теплоты строится на базе именно этих данных. Законченные физико-математические постановки вопросов турбулентности и динамики двухфазного пограничного слоя сегодня отсутствуют, поэтому для обобщения экспериментальных данных используются методы теории подобия или анализа размерностей.

В диссертации изложены результаты многолетнего комплексного исследования процесса пузырькового кипения на горизонтальных трубах в широком диапазоне изменения всех параметров, включая диаметр труб. Изучение парообразования выполнялось с помощью киносъемки одновременно в двух проекциях, т.е. на каждом кадре отснятой кинопленки фиксировались одновременно две проекции (фронтальная и профильная). Киносъемка выполнялась кинокамерами "Красногорск" (48 1/с) и СКС-1М (до 1500 1/с). Внутренние характеристики процесса кипения, такие как отрывной объем парового пузыря, скорость его роста, частота отрыва и др. определялись при покадровой обработке кинограмм отснятой кинопленки.

Выделены дополнительные и новые физические особенности и понятия процесса пузырькового кипения на горизонтальных трубах, получены новые расчетные формулы, что определяет научную новизну результатов:

- в объеме жидкости, догретой до температуры насыщения, зарождение паровых пузырей происходит на нижней образующей горизонтальной трубы,

- величина температурного напора начала пузырькового кипения определяет / уровень термодинамической границы устойчивости,

- температурный напор начала пузырькового кипения на нижней образую- ^ щей значительно меньше, чем на остальном периметре трубы,

- на верхней части горизонтальной трубы парообразование аналогично таковому на плоской поверхности нагрева,

- существует новый процесс генерации паровых пузырей в турбулентном ; вихре (в зоне отрыва двухфазного потока от поверхности горизонтальной трубы),

- основная часть парового объема отводится с паровыми пузырями с нижней части горизонтальной трубы,

- существует граничный уровень давления в вакууме, ниже которого меняется влияние давления на процесс кипения (уменьшается),

- предложена и апробирована четырехкомпонентная модель для расчета теплового потока, отводимого от поверхности горизонтальной трубы,

- на основе кинематографического исследования установлены три зоны ге-У нерации паровых пузырей,

- показан азимут точки отрыва термодинамически равновесного двухфазного потока от поверхности одиночной горизонтальной трубы,

- введено понятие толщины двухфазного потока по периметру трубы,

- выделено пять термогидродинамических режимов пузырькового кипения воды на горизонтальных трубах в условиях атмосферного давления,

- существует влияние температурного напора начала пузырькового кипения / на паросодержание двухфазного пограничного слоя,

- определено начало переходной области от пузырькового кипения к пленочному,

- определена степень экранизации поверхности трубы основаниями паровых \/ пузырей, которая соответствует понятию "паросодержание" термодинамически равновесного двухфазного потока по периметру трубы,

- получены формулы для расчета процесса теплообмена при давлении 3,6—100 кПа, впервые обобщающие известные экспериментальные результаты для горизонтальных труб,

- получена картина распределения накипи по периметру горизонтальной трубы диаметром 34 мм, покрытой никелем,

- выполнено исследование процесса пузырькового кипения воды на пяти-рядном пучке горизонтальных труб из меди диаметром 34 мм для условий атмосферного и пониженного давлений,

- предложены формулы для расчета горизонтального и вертикального шагов расположения труб в пучке,

- получена формула для расчета теплообмена на пучке горизонтальных труб разного диаметра. /

На основе результатов исследований автор разработал метод расчета теплообмена при пузырьковом кипении, который учитывает важные внутренние характеристики процесса кипения.

Получены новые формулы для теплового расчета горизонтальнотруб-ных испарителей, которые приводятся с необходимыми пояснениями по их применению. Они могут использоваться при проектировании новых и модернизации существующих испарителей различного назначения. Изложены основные рекомендации по проектированию судовых горизонтальнотрубных испарителей на основании новых формул и с использованием некоторых дополнительных внутренних характеристик процесса кипения воды на горизонтальных трубах.

Рекомендуются также возможные направления модернизации испарителей, которые проиллюстрированы на примере предлагаемых вариантов модернизации существующих испарителей судовых опреснительных установок. Изложенные в работе рекомендации имеют характер конкретных пояснений при использовании новых и дополнительных расчетных данных.

Практическая ценность работы. Разработана и реализована комплексная методика исследования процесса пузырькового кипения, когда парообразование и теплообмен изучаются одновременно и на основе всех важных параметров процесса, предложены научно обоснованные, новые конструкторские решения для модернизации существующих конструкций аппаратов, а также для создания новых более эффективных.

Разработаны новые формулы для теплового расчета горизонтальнотрубных судовых испарителей.

Заложены основы для создания новой методологии совершенствования судовых испарителей на базе полученных результатов.

Часть результатов автора, опубликованных в статьях, отдельных изданиях и в монографии, используются в учебном процессе в вузах (Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, Дальневосточный государственный технический университет, Дальневосточная государственная морская академия - г. Владивосток, Дальневосточный государственный университет путей сообщения - г. Хабаровск, Балтийский государственный технический университет - г. Санкт-Петербург), в научной и практической работе организаций - Институт проблем морских технологий ДВО РАН (г. Владивосток), НПО "Солнце" АН Туркмении (г. Ашхабад), КБ при АО "Калужский турбинный завод", АО "Примагропромэнерго", Техуправление Тихоокеанского флота.

Автор защищает: 1. Комплексную методику исследования процесса кипения (парообразование и теплообмен) на горизонтальных трубах.

2. Совокупность результатов экспериментальных и теоретических исследований теплообмена и внутренних характеристик процесса кипения воды, водных растворов солей и морской воды.

3. Модели для расчета условий теплообмена при кипении применительно к испарителям с погружными греющими элементами из горизонтальных труб.

4. Рекомендации по тепловому расчету испарителей судовых водоопресни-тельных установок.

5. Новые формулы, понятия и физические представления, введенные автором по результатам обработки экспериментальных и теоретических обобщений.

Апробация работы. Основные результаты научных исследований- автора ; докладывались: на пятой, шестой, седьмой и восьмой Всесоюзных конфе-! ренциях по теплообмену и гидравлическому сопротивлению при движении двухфазного потока в элементах энергетических машин и аппаратов (Ленинград, 1974, 1978, 1985, 1990 гг.), на научно-технической конференции вопросы интенсификации теплообмена опреснительных установок" (Киев, 1974), XX Сибирском теплофизическом семинаре "Нелинейные волновые процессы в двухфазных средах (Новосибирск, 1977), ХХП Сибирском теплофизическом семинаре "Теплообмен и гидрогазодинамика при конденсации и кипении" (Новосибирск, 1979), IV Всесоюзной конференции "Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Мирового океана" (Владивосток, 1983), П Всесоюзной конференции по энергетике океана (Владивосток, 1985), Ш Всесоюзной конференции по энергетике океана (Владивосток, 1990), Международной конференции "Нетрадиционная энергетика и технология" (Владивосток, 1996), Международной конференции "Проблемы транспорта Дальнего Востока" (Владивосток, 1997). 9

Личный вклад автора. В диссертации изложены результаты исследований, которые автор выполнил непосредственно сам, в том числе:

- постановка задач исследований и методики их решения;

- организация, планирование и проведение экспериментальных исследований и теоретических обобщений;

- разработка конструкций и изготовление экспериментальных установок;

- обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований, выявление и формулировка основных закономерностей процесса кипения воды, водных растворов и морской воды;

- обоснование физических и математических моделей и формул;

- разработка рекомендаций по использованию полученных результатов.

Диссертационная работа является обобщением научно-исследовательских работ автора, экспериментальная часть которых выполнена непосредственно автором в Дальневосточном государственном рыбохо-зяйственном университете (с 1980 г.), в Дальневосточном политехническом институте (до 1976 г.) и на "Дальзаводе" (1978-1980 гг.).

Публикации. Список публикаций по материалам диссертации включает 46 работ, в том числе - 7 отдельных изданий (Монография "Вопросы физики кипения жидкостей (на горизонтальных трубах)". Владивосток: Дальнаука, 1996.212 с. и др.).

В целом результаты; изложенные в диссертации, являются существенным вкладом в развитие научных представлений о физике кипения жидкостей на горизонтальных трубах и представляют собой научно обоснованные технические и технологические решения в области рабочих процессов судовых испарителей, имеющие большое практическое значение для совершенствования судовых энергетических установок.

Автор признателен Ю.В. Якубовскому за полезные советы при отработке методики исследования и совместного проведения исследований теплоотдачи при кипении морской воды на одиночных горизонтальных трубах.

Результаты исследования (рис. 8.10) показывают, что качественный характер поведения кривых a =J{q) по рядам сохраняется таким же, как и при атмосферном давлении, однако пересечение и слияние кривых происходит при плотности теплового потока 60.80 кВт/м . Для Рн = 100 кПа слияние происходит при 80.95 кВт/м".

Процесс кипения воды и термоумягченной морской воды изучался в испарительной камере на пучке горизонтальных труб, показанных на рис .8.2. Пучок горизонтальных труб изготовлен из меди и теплоносителем в нем был насыщенный пар повышенного давления. Термоумягченная морская вода, это солевой раствор, из которого удалили шлам и накипеобразующие с помощью высокотемпературного нагрева морской воды в специальном тепло-обменном аппарате [125]. Исследование кипения воды и термоумягченной морской воды выполняли при повышенном давлении 100.500 кПа. Эксперименты выполнялись совместно с Л.И. Сенем.

С увеличением давления отрывной размер паровых пузырей уменьшается, а частота их отрыва увеличивается. Процесс парообразования становится V устойчивым при 20.30 кВт/м".

По сравнению с пресной водой, при Рн - 500 кПа, процесс кипения термоумягченной морской воды имеет некоторые особенности, а именно: частота отрыва паровых пузырей выше, количество паровых пузырей на боковой поверхности труб в п\"чке больше, иногда происходит генерация паровых пузырей на боковой поверхности труб при q > 180 кВт/м2 и их слияние.

Вероятно, кристаллы солей в растворе, попадая на поверхность трубы, становятся потенциальными центрами генерации паровых пузырей.

Рис. 8.10. Зависимость коэффициента теплоотдачи от плотности теплового потока при кипении воды на горизонтальном пучке труб из меди диаметром 34 мм, пучок показан на рис. 8.4, при Рн = 200 кПа и 8/с1н = 1,32, по данным автора: 1, 2, 3, 4, 5 - номер ряда труб в пучке, О - одиночная труба, ^гр- граничное значение плотности теплового потока, при которой происходит переход к "новому" термогидродинамическому режиму процесса пузырькового кипения

На рис. 8.11 представлены экспериментальные данные по кипению дистиллята воды и термоумягченной морской воды на нижнем ряде пучка труб диаметром 36 мм при Рн = 500 кПа и 8/с1н = 1,25, а также экспериментальные данные по кипению морской воды при Рн = 100 кПа на одиночной трубе из меди диаметром 34 мм, покрытой никелем гальваническим способом. Сопоставление результатов исследований по теплообмену при кипении термоумягченной морской воды при Рн = 500 кПа и обычной морской воды при Рн = 100 кПа дает расхождения 56%, которое можно объяснить влиянием давления. При кипении термоумягченной морской воды раствор в испарительной камере был прозрачным и оставался таким в течение всего многочасового эксперимента, позволяя вести визуальное наблюдение за процессом кипения. При кипении же обычной морской воды (Рн=100кПа) раствор становился "мутным", за счет выпадения шлама. Через 15.20 минут после закипания раствора визуализация процесса становилась невозможной.

80 100 150 200 300 q, кВт/м2

Рис. 8.11. Зависимость коэффициента теплоотдачи от плотности теплового потока при кипении дистиллята воды, морской воды и термо-умягченной морской воды по данным автора: О - дистиллят воды, Рн - 500 кПа, нижний ряд пучка труб из меди диаметром 36 мм, S/dH= 1,25, • - термоумягченная морская вода, Рн = 500 кПа, нижний ряд пучка труб из меди диаметром 36 мм, S/dH = 1,25 (пучок показан на рис. 8.3), Ф - морская вода, Рн = 100 кПа, одиночная горизонтальная труба из меди, покрытая никелем, диаметром 34 мм - по данным автора

В условиях повышенного давления (Рн = 500 кПа) закипание раствора начинается, как и при атмосферном давлении, с зарождения паровых пузырей на нижней образующей горизонтальных труб первого ряда. Гидродинамика потока отличается тем. что паровые пузыри уменьшаются в размерах (примерно на 10. 15 %), снижается скорость обтекания ими боковой поверхности труб в пучке при их всплытии.

Первичные данные (рис. 8.7.рис. 8.10) настоящей работы подтвердили основные экспериментально установленные закономерности теплообмена на пучках горизонтальных труб при кипении воды [36, 40, 49, 128, 129, 181, 194] и фреонов [49, 209 и др.].

1. Теплоотдача на горизонтальных рядах пучка увеличивается по высоте пучка. Отличие в теплоотдаче рядов труб в пучке велико), особенно при низ

-у ких плотностях теплового потока - 6. 15 кВт/м , например, для пучка при 100 кПа коэффициент теплоотдачи на 5 ряде почти в 1,5.2 раза выше чем на 1 ряде (см. рис. 8.7).

2. При заданном давлении отличие в коэффициенте теплоотдачи полностью исчезает при определенной "граничной" плотности теплового потока дф. При <7,р < q теплоотдача протекает на всех трубах пучка одинаково, включая первый ряд, и соответствует теплоотдачи первого ряда.

3. Выше 5 и 6 рядов пучка (см. также [36, 49, 128, 129, 181]) интенсивность теплоотдачи отличается незначительно от теплоотдачи 6 ряда, поэтому можно принять, что коэффициенты теплоотдачи рядов труб в пучке относятся как aY<a2<a3<a4<a5<a6, ai(i>6) = а6. (8.3)

При кипении воды, морской воды, термоумягченной морской воды (рис. 8.7 и рис. 8.10) в диапазоне изменения плотности теплового потока от 15 до 80 кВт/м кривые а = f(q) располагаются веерообразно, при этом наибольшее значение коэффициента теплоотдачи (а) соответствует верхнему ряду пучка горизонтальных труб, а наименьшее нижнему ряду. Угол наклона этих кривых зависит от давления и диаметра, горизонтальной трубы. С увеличением плотности теплового потока кривые а = f (q) сходятся и сливаются в одну линию с кривой для одиночной трубы. Очевидно, происходит переход к новому тепловому режиму. Зависимость этого граничного теплового потока от давления для трубы диаметром 34 мм показана на рис. 8.12.

Таким образом, результаты проведенного исследования по кипению воды и термоумягченной морской воды на пучках горизонтальных труб из меди диаметром 34 и 36 мм, при Сг = Св = 1,32 и Сг = Св = 1,25 позволяют сделать следующие выводы.

1. Процесс генерации паровых пузырей на нижнем ряде пучка горизонтальных труб при Рн = 100.500 кПа происходит аналогично таковому на одиночной горизонтальной трубе такого же диаметра при плотностях теплового потока от q0 до 60 кВт/м", однако образование "поверхностных" паровых пузырей на верхней части труб нижнего ряда происходит слабее, чем на одиночной трубе.

2. При давлениях 100.500 кПа паровые пузыри, отрываясь от нижних труб пучка, обтекали при всплытии боковую часть вышерасположенных труб, интенсифицируя теплоотдачу.

1 1 1 1

200 —

150 см со -юо - — ■—

60; 1 1 1 \ * 1 >

30 50 100 150 200

Рн,кПа

Рис. 8.12. Зависимость величины граничного значения плотности теплового потока от давления насыщения при кипении воды на пучке горизонтальных труб из меди диаметром 34 мм, по данным автора

3. В условиях вакуума, 1^= 26.50 кПа паровые пузыри образуются главным образом на нижней части горизонтальных труб. Они зарождаются на нижней образующей, растут, обтекая нижнюю часть периметра трубы, отрываются от центра зарождения и всплывают, обтекая боковую часть периметра вышерасположенных труб. Будучи больших размеров в профильной проекции, чем расстояние между боковыми поверхностями труб горизонтального ряда, паровые пузыри деформируются, принимая форму межтрубного канала, при этом они увеличиваются в размерах за счет избыточной энтальпии перегретого слоя жидкости под паровым пузырем.

4. На нижней части горизонтальных труб нижнего ряда паровые пузыри зарождаются при меньших перегревах стенки труб чем на верхних трубах, на которых образование пузырей происходит при таких же перегревах стенки как и на одиночной трубе.

5. При давлениях выше атмосферного - Рн = 200.500 кПа отрывной размер паровых пузырей с нижней части труб на 5. 15 % меньше, чем при атмосферном давлении, а частота их отрыва - больше. При плотностях теплового потока от 10 до 20 кВт/м" начинается устойчивый процесс генерации паровых пузырей.

8.5. Влияние термогидродинамических условий на теплообмен при кипении воды на пучке горизонтальных труб

По результатам исследований автора и данных других исследователей [36, 128] можно сделать вывод о том, что при низких плотностях теплового потока коэффициент теплоотдачи на верхних рядах пучка труб выше чем на нижних рядах (рис. 8.7, рис. 8.8, рис. 8.9, рис. 8.10). Такое отличие в значениях коэффициентов теплоотдачи, вероятно, вызвано влиянием движения двухфазного потока с нижних рядов пучка труб. В этом случае интенсивность отвода теплового потока обусловлена главным образом механизмом турбулентного переноса (см. гл. 5). При увеличении плотности теплового потока это отличие снижается и при q > 180 кВт/м2 для 100 кПа отличие в коэффициентах теплоотдачи на 1 и 5 рядах пучка не проявляется рис. 8.7. Эта особенность процесса теплообмена отмечена так же в [36, 49, 128].

Анализ результатов исследований автора и других работ [128, 129] показал, что теплообмен при кипении на пучке труб со смещенной компоновкой и с обычным коридорным их расположением в пучке протекает примерно одинаково. Автором были установлены гидродинамические ограничители (см. рис. 8.13), цель которых, приблизить рабочие условия в испарительной камере к таким же, как и у реального испарительного аппарата.

Рис. 8.13. Схема расположения пучка труб с гидродинамическими ограничителями: 1 -корпус испарительной камеры, 2 - гидродинамические ограничители, 3 - трубы пучка без термопар, 4 - рабочие участки. 8Г - горизонтальный шаг компоновки труб в пучке, 8В - вертикальный шаг

После установки гидродинамических ограничителей, с увеличением плотности теплового потока (q > 120 кВт/м2) на верхних рядах пучка происходило слияние паровых пузырей в паровые "конгломераты". При плотности теплового потока q > 150 кВт/м2 на верхних рядах пучка образовывались паровые "конгломераты", т.е. формировался переходный режим к "запариванию", минуя Ш, IV и V области кипения. При этом температура стенки на 5 ряде превышала температуру стенки трубы нижнего ряда примерно на 2.4 °С. Таким образом, увеличение паросодержания термически равновесного двухфазного потока при кипении воды на пучке горизонтальных труб сопровождалось началом "запаривания" верхних рядов труб в пучке, т.е. происходила "имитация" перехода к пленочному режиму кипения на верхних рядах пучка низких плотностях теплового потока (120.150 кВт/м"). Однако по показаниям термопар переход к пленочному режиму кипения затягивался при Рн = 100 кПа в область более высоких плотностей теплового потока. Увеличение степени экранизации поверхности горизонтальных труб (Е2 > 0,05) в пучке, при плотности теплового потока q < 150 кВт/м2 указывает на то, что скорость эвакуации паровых пузырей с верхних рядов труб в пучке ниже скорости их генерации, а это значит, что кризис пузырькового кипения будет иметь гидродинамическую природу [14, 49, 53, 60, 67, 73, 114, 121, 122, 126 и др.].

С увеличением плотности теплового потока паровые пузыри начинали образовываться и на нижней образующей нижних труб обоих боковых рядов. При плотности теплового потока q > qx (см. гл. 6) начинал действовать процесс генерации паровых пузырей на нижней образующей вышерасположенных труб пучка и при q> q2 (см. гл. 6) на нижней образующей всех труб пучка происходила генерация паровых пузырей. Всплывая, эти паровые пузыри обтекали боковые поверхности вышерасположенных труб соседних рядов, присоединяя к потоку, растущие на этих трубах паровые пузыри. На этих тепловых режимах, а именно qA < q < q2 , увеличивалось паросодержание потока, и росла вертикальная скорость двухфазного потока, подъем которого ускоряли паровые пузыри, обтекающие боковые поверхности соседних труб. Это обусловлено тем, что скорость обтекания паровым пузырем боковой поверхности горизонтальной трубы диаметром 34 мм составляет 0,485 м/с (см. гл. 5, п. 5.1), а скорость всплытия парового пузыря в объеме жидкости колеблется от 0,3 до 0,35 м/с [37, 94].

Наблюдения за процессом кипения на пучке горизонтальных труб показали, что на боковых поверхностях труб, обтекаемых двухфазным потоком, как и на одиночной трубе, генерации паровых пузырей не происходило, и процесс генерации паровых пузырей с нижней части вышерасположенных труб был слабее чем на нижних трубах.

При я > 60 кВт/м2 паросодержание двухфазного потока на верхних рядах труб в пучке было таким, что он заполнял весь объем межтрубного канала, а оставшаяся часть потока "выжималась" в свободную от боковых труб область. С увеличением плотности теплового потока (ц > 80 кВт/м2) иногда происходило слияние паровых пузырей на верхних рядах пучка. Следуя [182], этому процессу соответствует тепловой режим IV для одиночной трубы (<7 > <73), при котором начинается тепловое и силовое взаимодействия между паровыми пузырями и условия теплообмена формируются самим процессом парообразования, как и для одиночной горизонтальной трубы.

Таким образом, если переход к 4 режиму пузырькового кипения в IV области (см. рис. 6.21) на одиночной горизонтальной трубе диаметром 34 мм начинается при q > 220 кВт/м2, то при пузырьковом кипении на верхних рядах горизонтальных труб пучка переход к этому тепловому режиму начинается при 80 < <?з < 150 кВт/м2.

Рассмотрим изменение наклона кривых зависимости а =Дд) на трубах коридорного пучка (трубы из меди диаметром 34 мм), представленных на рис. 8.7.рис. 8.10. Условия теплообмена при пузырьковом кипении воды описываются известным эмпирическим уравнением вида: а = А-?, где А - численный коэффициент, учитывающий влияние разных факторов на процесс кипения.

В диапазоне изменения плотности теплового потока от д0 до 80 кВт/м тангенс угла наклона линий 1.5 и их показатель степени изменяются от п = 0,7 для одиночной трубы до п = 0,10 на трубе в пучке пятого ряда, при Рн=200 кПа. Результаты экспериментальных данных по величине "и" представлены в табл. 8.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с поставленными задачами в диссертации разработана методика комплексного исследования процесса кипения на одиночных горизонтальных трубах и на пучках горизонтальных труб (применительно к судовым испарителям), созданы совершенные экспериментальные установки, позволяющие глубже познать механизм процесса кипения и получить все необходимые его характеристики.

На основе комплексного исследования получены следующие основные результаты, определяющие научную новизну и практическую значимость выполненной работы.

1. Разработана и апробирована методика комплексного исследования процесса пузырькового кипения, которая позволяет изучать одновременно процессы теплообмена и парообразования - коэффициенты теплоотдачи и внутренние характеристики процесса кипения, в том числе - на основе скоростной киносъемки процесса кипения одновременно в двух проекциях.

2. Установлена зависимость температурного напора начала пузырькового кипения (ЛТо) от давления насыщения, диаметра горизонтального цилиндрического нагревателя и теплофизических свойств кипящей среды.

3. Выявлен граничный уровень давления (Рг), ниже которого изменяется его влияние на величину АТ0 и на внутренние характеристики процесса кипения.

4. Установлено, что основной объем пара, отводимый от поверхности горизонтальной трубы паровыми пузырями, генерируется с ее нижней части.

5. Изучена динамика роста паровых пузырей на нижней части горизонтальной трубы и выявлена зависимость отрывных размеров паровых пузырей от давления насыщения (5. 100 кПа) и диаметра горизонтальной трубы.

6. Апробирована четырехкомпонентная модель отвода теплового потока от горизонтальных труб диаметром 10, 34 и 70 мм при пузырьковом кипении. Выявлена зависимость теплового потока, отводимого паровыми пузырями, от давления насыщения, диаметра горизонтальной трубы и удельной тепловой нагрузки.

7. Исследованы термогидродинамические режимы пузырькового кипения на одиночных горизонтальных трубах разного диаметра. Выявлены зависимости этих режимов от плотности теплового потока и от диаметра горизонтальной трубы.

8. Установлено влияние термогидродинамических режимов пузырькового кипения на процесс накипеобразования при кипении морской воды.

9. Установлены параметры термогидродинамического режима двухфазного потока при переходе пузырькового кипения в пленочное.

10. Исследован коэффициент теплоотдачи при кипении воды и морской воды на одиночных горизонтальных трубах из меди диаметром 10, 16, 24, 34 и 70 мм и установлены его зависимости от плотности теплового потока, давления насыщения и диаметра горизонтальной трубы.

11. Установлена зависимость для расчета коэффициента теплоотдачи при кипении воды и морской воды на одиночных горизонтальных трубах в условиях вакуума, в диапазоне изменения давления насыщения 3,6. 100 кПа и плотности теплового потока - до.200 кВт/м .

12. Выполнены исследования теплообмена и парообразования при кипении воды и термоумягченной морской воды на пучке горизонтальных труб. Выявлены зависимости коэффициента теплоотдачи от положения ряда труб в пучке и получена обобщающая формула для расчета теплообмена при кипении воды и морской воды на пучке труб. Эту формулу рекомендуется применять в диапазоне изменения давления 26.500 кПа и плотности теплового потока <7о—<7гр •

13. Выявлена граничная плотность теплового потока (дф) при кипении дистиллята воды, воды и морской воды на пучке горизонтальных труб, характеризующая переход к новому термогидродинамическому режиму, при котором расчет коэффициента теплоотдачи выполняют для каждого ряда в пучке по уравнению для расчета а на нижнем - первом ряде труб.

14. Установлена зависимость а от давления насыщения (Рн) и диаметра горизонтальной трубы в пучке (¿4).

15. Выявлены предельные значения шага установки труб в пучке и определены значения относительных шагов труб в зависимости от внутренних характеристик процесса кипения.

16. Разработана методика расчета "оптимальной" плотности теплового потока, ограничивающая количество рядов труб в пучке в вертикальном сечении испарителя, чтобы избежать "запаривания" труб верхних рядов пучка.

17. Во всех необходимых случаях на основе экспериментальных исследований и теоретических обобщений получены расчетные формулы, которые составляют основу для проектирования и модернизации судовых горизон-тальнотрубных испарителей.

18. Предложены рекомендации для расчета испарительных аппаратов с погружными горизонтальнотрубными греющими элементами, которые позволяют проектировать более экономичные и компактные испарители судовых энергетических установок.

Таким образом, в диссертационной работе представлены научно-обоснованные технические и технологические решения по повышению эффективности теплообменных процессов на пучках горизонтальных труб, внедрение которых позволяет при тех же массогабаритных характеристиках аппаратов получить большую производительность испарительных установок.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ а - коэффициент температуропроводности, м/с.

А, А", С, С" - численные коэффициенты.

С - удельная изобарная теплоемкость, Дж/(кг-град).

Сг - относительный горизонтальный шаг компоновки труб в пучке.

Св - относительный вертикальный шаг компоновки труб в пучке.

0 - отрывной размер парового пузыря с нижней части трубы, м. с!и - диаметр горизонтальной трубы, м.

Ет - степень экранизации основаниями паровых пузырей верхней части горизонтальной одиночной трубы и паросодержание потока. £2(о)" степень экранизации основаниями паровых пузырей нижней и боковой частей горизонтальной одиночной трубы и паросодержание потока.

- поверхность нагрева горизонтальной одиночной трубы, м . g - ускорение свободного падения, м/с .

К - количество паровых пузырей, расположенных на нижней части трубы. Ьг - работа образования парового пузыря критического радиуса, Дж. / - линейный размер, м. т - номер ряда труб в пучке. т* - частота отрыва паровых пузырей с нижней образующей, (м-с)"1 . N - количество паровых пузырей, оторвавшихся с нижней части горизонтальной одиночной трубы за время т, с"1 . Рн - давление насыщения, кПа. Рг - граничный уровень давления, кПа.

- плотность теплового потока начала пузырькового кипения на нижней образующей горизонтальной одиночной трубы, кВт/м2.

7, - плотность теплового потока начала образования паровых пузырей на верхней части одиночной горизонтальной трубы, кВт/м2.

- плотность теплового потока начала генерации паровых пузырей в турбулентно-вихревой зоне отрыва двухфазного потока от боковой поверхности одиночной горизонтальной трубы, кВт/м2.

73 - плотность теплового потока начала теплового и силового взаимодей2 ствия между фазами, кВт/м .

- плотность теплового потока, при котором начинается переход к плеу ночному режиму пузырькового кипения, кВт/м". <7рр - граничный уровень плотности теплового потока при кипении на пучке у горизонтальных труб, кВт/м". г - теплота парообразования, Дж/кг .

Тн - температура насыщения, °С. Тс - температура стенки, °С. Гж - температура жидкости, °С.

А Т0- температурный напор начала пузырькового кипения, °С. АТС - температурный напор (перегрев стенки трубы), °С. 5г - горизонтальный шаг компоновки труб в пучке, мм.

- вертикальный шаг компоновки труб в пучке, мм. У0 - отрывной объем парового пузыря, м3. со - скорость эвакуации паровых пузырей, м/с . л а - коэффициент теплоотдачи, кВт/(м -град) а0 - коэффициент теплоотдачи одиночной горизонтальной трубы, кВт/(м -град) а! - коэффициент теплоотдачи на первом ряде пучка труб, кВт/(м2-град) ат - коэффициент теплоотдачи на остальных рядах пучка труб, кВт/(м -град)

5 - толщина двухфазного потока по периметру горизонтальной трубы, м.

X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-град).

V - коэффициент кинематической вязкости, м2/с . р' и /У - плотность жидкости и пара, кг/м3. о- коэффициент поверхностного натяжения, Н/м . т- время, с. т0 - время роста парового пузыря на нижней части одиночной горизонтальной трубы, с. р® - азимут точки отрыва двухфазного потока от поверхности трубы, рад.

ИНДЕКСЫ н - насыщение, ж - жидкость, с - стенка, п - пар, к - значение параметра в критической точке, гр - граничное значение.

272

КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ И БЕЗРАЗМЕРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

Nuq = aQl / X - критерий Нуссельта для одиночной горизонтальной трубы, Nup = а01р / X - тепловой критерий Нуссельта,

Nul=all//1 - тепловой критерий Нуссельта для первого нижнего ряда труб в пучке,

Num = aml IX- тепловой критерий Нуссельта для пучка труб,

Pr = v I а - критерий Прандтля,

Ja0 = (К0 - pi р"У1 - начальное число Якоба,

KQ = г / С • АТ0 - термогидродинамический критерий, отражающий фазовый переход первого рода, Кр = Р / д/сг - g(p- р") - критерий капиллярного давления,

Rер = со-lp / v - тепловой критерий Рейнольдса,

Re^ = q-l / v-p"r - пузырьковый критерий Рейнольдса,

Pem = V0m* la - пузырьковый критерий Пекле для пучка труб, lp= RK ■ С- ATс - pip" - линейный размер, м, = д/сг / g{p - р") - постоянная Лапласса, м,

Ф - 1 + [(dH / /)- l]exp(-10~J -dH 11) - комплекс, учитывающий влияние диаметра горизонтальной трубы на процесс кипения, сор = q / р"г - скорость отвода пара от поверхности нагрева, м/с.

1. Афган Н. Перегрев кипящих жидкостей. М.: Энергия, 1979. 79 с.

2. Базаров И.П. Термодинамика. М.: Высшая школа, 1991. 376 с.

3. Бараненко В.И., Чичкань Л.А., Дикий H.A. Исследование температурных флуктуаций и локальных характеристик теплообмена при пузырьковом кипении воды// Кипение и конденсация. Рига: РПИ, 1977. С. 33-44.

4. Бараненко В.И., Чичкань Л.А. О характере термокапиллярной конвекции при кипении различных жидкостей // Теплообмен и гидрогазодинамика при кипении и конденсации. Новосибирск: СО АН СССР ИТФ, 1979. С. 45-50.

5. Бараненко В.И., Чичкань Л.А., Белов Л.А. О влиянии термокапиллярной конвекции на кипение жидкостей // Кипение и конденсация. Рига: РПИ. С. 32-44.

6. Баттерворс Д. и Хьюитт Г. Теплопередача в двухфазном потоке / Перевод с англ. М.: Энергия, 1980. 328 с.

7. Бобрович Г.И., Гогонин ИИ, Маленков И.Г., Мамонтова H.H. Термодинамика кипящих жидкостей // Проблемы физики и физической гидродинамики. Новосибирск: Наука, 1974. С. 176-200.

8. Борисов В.З., Кириллов П.Л. Экспериментальное исследование механизма переноса тепла при одиночном центре генерации пузырей // Инженерно-физический журнал. 1970. Т. 18. № 5. С. 910-915.

9. Боришанский В.М., Жохов К.А. Теплообмен при пузырьковом кипении (теория вопроса) // Инженерно-физический журнал. 1968. Т. 15. №5. С. 809-817.

10. Боришанский В.М., Бобрович Г.И., Минченко Ф.П. Теплоотдача при пузырьковом кипении воды и этилового спирта на наружной поверхности труб (в большом объеме) // Вопросы теплоотдачи и гидравлики двухфазных сред. М., Л.: Госэнергоиздат, 1961. С. 75-93.

11. Боришанский В.М. О температурных границах области устойчивой работы парогенерирующей поверхности нагрева // Достижения в области исследований теплообмена и гидравлики двухфазных потоков в элементах энергооборудования. Л.: Наука, 1973. С. 42-47.

12. Боришанский В.М., Жохов К.А. Учет влияния давления на теплоотдачу при пузырьковом кипении жидких металлов // Атомная энергия, 1965, Т.18. №3. С. 294-296.

13. Боришанский В.М., Кутателадзе С.С., Новиков И.И., Федынский О.С. Жидкометаллические теплоносители. М.: Атомиздат, 1976. 328 с.

14. Боришанский В.М., Фокин Б.С. К расчету максимального критического теплового потока при пузырьковом кипении в большом объеме нацилиндрических и сферических поверхностях // Инженерно-физический журнал, 1975. Т. 28. №2. С. 374-376.

15. Боришанский В.М., Шлейфер В.А. Обобщенная формула для расчета теплоотдачи при пузырьковом кипении различных жидкостей // Тепло- и массоперенос при фазовых превращениях. Ч. 1. Минск: АН БССР. 1974.1. С. 202-210.

16. Боришанский В.М. Теплообмен при кипении // 5-я Всесоюзная конференция по теплообмену и гидравлич. сопротивлению при движ. двух-фазн. потока в элементах энергетич. машин и аппаратов. Секция 1. JL: АН СССР. 1974. С. 41-42.

17. Венераки И.Э. Теплоотдача вертикальной и горизонтальной трубы при кипении воды и сахарных растворов в условиях свободной циркуляции // Изв. КПИ. Киев: Техника, 1955. Т. 18. С. 344-357.

18. Волошко A.A. О скорости роста паровых пузырей на поверхности нагрева // Инженерно-физический журнал, 1974. Т. 28. № 4. С. 744-746.

19. Волошко A.A., Вургафт A.B., Фокин Ю.П. Диаметр и частота отрыва пузыря при кипении в условиях свободной конвекции // Инженерно-физический журнал, 1974. Т. 21. № 5. С. 942-950.

20. Геращенко O.A., Федоров В.Г. Тепловые и температурные измерения. Киев: Наукова думка, 1965. 303 с.

21. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. М.: Наука, 1972. С. 330-331.

22. Гертнер Р.Ф. Фотографическое исследование пузырькового кипения в большом объеме // Теплопередача. Сер. С. М.: Мир, 1965. Т. 87, № 1.1. С. 20-35.

23. Гиббс Дж. В. Термодинамика. Статистическая механика. М.: Наука, 1981. 584 с.

24. Гордиенко А.П. О коэффициентах теплоотдачи, используемых для обобщения опытных данных по кипению // Достижения в области исследования теплообмена и гидравлики двухфазных потоков в элементах энергооборудования. Л.: Наука, 1973. С. 201-208.

25. Гортышев Ю.Ф., Дресвянников Ф.Н., Идиатулин Н.С. и др. Теория и техника теплофизического эксперимента. М.: Энергоатомиздат, 1985. 360 с.

26. Гребер Г., Эрк С., Григуль У. Основы учения о теплообмене. М.: Изд-во Иностранной литературы, 1958. 556 с.

27. Гриффите А., Уоллис Дж. Роль состояния поверхности при пузырьковом кипении // Вопросы физики кипения/ Под ред. И.Т. Аладьева. М.: Мир. 1974. С. 99-137.

28. Данилова Г.Н., Богданов С.Н. Теплообмен при кипении фреонов. Достижения в области исследования теплообмена и гидравлики двухфазных потоков в элементах энергооборудования. Ленинград: Наука. !973. С. 209-229.

29. Двайер О. Теплообмен при кипении жидких металлов. М.: Мир, 1980. 516 с.

30. Деев В.И., Гусев В.В., Дубровский Г.П. Исследование механизма кипения воды при пониженных давлениях // Теплоэнергетика. 1965. № 8.1. С. 73-75.

31. Джозеф Д. Устойчивость движения жидкости. М.: Мир. 1981. 638 с.

32. Дин Р. Образование паровых пузырей // Вопросы физики кипения. М.: Мир, 1964. С. 13-27.

33. Жилина В.В., Комаров В.И. Особенности изменения объема, формы, и отрыва быстродействующих пузырьков пара // Исследования по физике кипения. Ставрополь: 1972. 31. С. 59-66.

34. Жукаускас A.A., Жюгжда И.И. Местная теплоотдача поперечно обтекаемого цилиндра // Промышленная теплотехника. 1979. Т.1. №1. С. 14-23.

35. Захаров Г.А., Рудакова А.Е. Кипение жидкостей в условиях пониженного давления // Эффективность теплоэнергетических процессов. Вып. 3. Владивосток: ДВПИ, 1981, С. 81-89. Деп. в Информэнерго, 1981. № 1047-ЭН-Д82.

36. Завойский В.К. Рост пузырька пара, движущегося в объеме нагреваемой жидкости // Атомная энергия. 1961. Т. 10. №3. С. 272-274.

37. Ивашкевич A.A., Казаков Е.К. Связь температурного напора и теплового потока при развитом кипении. Аналитический обзор // Физико-энергетический ин-т. Обнинск. Препринт. 1978. № ОБ-66. 46 с.

38. Исаев С.И., Кожинов И.А., Кофагов В.И. и др. Теория тепломассообмена. М.: Высшая школа. 1979. 495 с.

39. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача. Издание 4-ое. М.: Энергоиздат, 1981. 416 с.

40. Каган Ю. О кинетике кипения чистой жидкости // Журнал физической химии. 1960. Т. 34. № 1. С. 92-100.

41. Кейс В.М. Конвективный тепло- и массообмен. М.: Энергия, 1972. 448 с.

42. Кириченко Ю.А., Серегин В.Е. К расчету сил, действующих на паровой пузырь при кипении на горизонтальном нагревателе // Процессы теплообмена в ожижаемых и отвердевающих газах. Киев: Киев. 1980. С. 3-14.

43. Коваленко В.Ф., Лукин Г.Я. Судовые водоопреснительные установки. Д.: Судостроение, 1970. 304 с.

44. Копп И.З. Анализ сил, действующих на паровой пузырь // Гидродинамика и теплообмен в энергетических установках. Свердловск: 1975. УО АНН СССР, 1975. С. 34-44.

45. Коротаев С.К., Прохоров Ю.П. Рост и отрыв паровых пузырей от поверхности нагрева при кипении насыщенной жидкости. Обнинск: Физико-энергетический ин-т., 1978. Т. 842. С. 1-20.

46. Кошкин В.К., Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Яхно С.А. Нестационарный теплоообмен. М.: Машиностроение, 1973. 328 с.

47. Кузнецов Н.Д., Чистяков B.C. Сборник задач и вопросов по теплотехническим измерениям и приборам. М.: Энергия, 1978. 216 с.

48. Кутепов A.M., Стерман JI.C., Стюшин Н.Г. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании / Учебное пособие для втузов. М.: Высшая школа. 1986, 448 с.

49. Кутателадзе С.С., Гогонин И.И. Скорость роста и отрывной диаметр парового пузыря при кипении насыщенной жидкости в условиях свободной конвекции // Теплофизика высоких температур. 1979. Т. 17. № 4.1. С. 792-797.

50. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. М.: Энергия, 1976. 296 с.

51. Кутателадзе С.С. Пристенная турбулентность. Новосибирск: СО АН СССР, 1975.225 с.

52. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. 416 с.

53. Кутателадзе С.С., Маленков И.Г. Гидрогазодинамические аспекты теплообмена при кипении жидкости // ТВТ. 1976. № 4. С. 793-803.

54. Кутателадзе С.С. Анализ подобия и модели в термодинамике газожидкостных систем // ПМТФ. 1980. №5. С. 23-33.

55. Кутателадзе С.С., Маленков И.Г. Теплообмен при барботаже и кипении в условиях свободной и вынужденной конвекции // Теплообмен 78. Сов. Исслед. М.: 1980. С. 192-201.

56. Кутателадзе С.С. Анализ подобия в теплофизике. Новосибирск: Наука, 1982. 380 с.59;. Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах. Новосибирск: Наука, 1984. 300 с.

57. Кутателадзе С.С., Москвичева В.Н. О связи гидродинамики двух-компонентного слоя с теорией кризисов в механизме кипения // Журнал техническая физика. 1959. Т. 29. № 9. С. 1135.

58. Кутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении. М.:1952.

59. Кутателадзе С.С., Валукина Н.В., Гогонин И.И. Зависимость критического теплового потока от размера нагревателя при кипении насыщенной жидкости в условиях свободной конвекции // Инженерно-физический журнал, 1967. Т. 12. № 5. С. 569-575.

60. Кутателадзе С.С. Гидродинамическая теория изменения режима кипения жидкости при свободной конвекции // Изв. АН СССР. Отд. техн.наук. 1951. № 4. С. 529-536.

61. Кутателадзе С.С., Шнейдерман Л.Л. Опытное изучение влияния температуры жидкости на изменение режима кипения // Вопросы теплообмена при изменении агрегатного состояния вещества. М., Л.: Госэнергоиздат,1953. С. 102-107.

62. Кутателадзе С.С., Маленков И.Г. Гидродинамические аспекты теплообмена при кипении жидкости // Теплофизика высоких температур, 1976. Т. 14. №4. С. 793-803.

63. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат. 1990. 367 с.

64. Лабунцов Д.А. Механизм роста паровых пузырьков на поверхности нагрева при кипении // Инженерно-физический журнал, 1963. Т. 6. № 4. С. 33-39.

65. Лабунцов Д.А., Ягов В.В. О влиянии инерционных эффектов на рост паровых пузырей при кипении жидкостей в вакууме // Труды МЭИ, 1972. Вып. 141. С. 69-78.

66. Лабунцов Д.А. Обобщенные зависимости для теплопередачи при пузырьковом кипении жидкостей // Теплоэнергетика, 1960. № 5. С. 76-81.

67. Лабунцов Д.А. Приближенная теория теплообмена при развитом пузырьковом кипении // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1963. № 1. С. 58-71.

68. Лабунцов Д.А. О верхней границе критических тепловых потоков при кипении // Теплофизика высоких температур, 1972. Т. 10. № 6.1. С. 1337-1339.

69. Лабунцов Д.А., Кольчугин Б.А., Захарова Э.А. Местные паросодер-жания при поверхностном кипении жидкости в каналах // Теплоэнергетика, 1965. № 4. С. 73-76.

70. Лабунцов Д.А. Развитие исследований процессов фазовых превращений и механики двухфазных потоков // Теплоэнергетика, 1976. № 6. С. 2-4.

71. Лабунцов Д.А. Тепло- и массообмен при интенсивном испарении вещества / Обзорный доклад// Тепломассоперенос. Т. 10. 4.1. Минск, 1973. С. 330-340.

72. Лабунцов Д.А., Созиев Р.И. Кризис кипения в поле массовых сил // Труды ЭНИН им. Г.М. Кржижановского, 1976. Вып. 35. С. 61-66.

73. Лабунцов Д.А. Теплообмен при пузырьковом кипении жидкости // Теплоэнергетика, 1959. № 12. С. 19-26.

74. Лабунцов Д.А. Об одном направлении в теории кризиса кипения // теплоэнергетика, 1961. № 8. С. 81-85.

75. Лабунцов Д.А., Кольчугин Б.А., Головин B.C. и др. Исследование при помощи скоростной киносъемки роста пузырьков при кипении насыщенной воды в широком диапазоне изменения давления // Теплофизика высоких температур, 1964. Т. 2. № 3. С. 446-453.

76. Лабунцов Д.А. Вопросы теплообмена при пузырьковом кипении жидкости // Теплоэнергетика. 1972. № 9. С. 14-19.

77. Лабунцов Д.А. Современные представления о механизме пузырькового кипения жидкостей // Теплообмен и физическая гидродинамика. М.: Наука, 1974. С. 98-115.

78. Лабунцов Д.А., Ягов В.В. К вопросу о скорости роста паровых пузырей при кипении // Труды МЭИ. 1975. Вып. 268. С. 3-15.

79. Лабунцов Д.А., Ягов В.В., Городов А.К. Экспериментальное определение температурного напора начала кипения воды и этанола в области низких давлений // Кипение и конденсация. Рига: РПИ. 1977. С. 16-23.

80. Лабунцов Д.А., Ягов B.B. Об условии отрыва паровых пузырей при кипении в области низких приведенных давлений // Теплофизика высоких температур, 1988. Т. 26. № 6. С. 1233-1236.

81. Левин В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Физматгиз, 1959. 699 с.

82. Леонтьев А.И., Кирдяшкин А.Г. О возникновении паровой фазы на горизонтальной поверхности нагрева // Инженерно-физический журнал. 1969. Т. 16. №6. С. 1110-1115.

83. Леонтьев А.И., Зейгарник Ю.А., Медведская H.B. X Международная конференция по теплообмену: итоги и размышления. Теплоэнергетика. 1995. № 11. С. 6-11.

84. Липперт Т., Дугель Р. Экспериментальное исследование профилей температуры в тепловом подслое при пузырьковом кипении в большом объеме воды, фреона-113 и метилового спирта // Теплопередача. Серия С. М.: Мир, 1968. Т.90. № 3. С. 71-77.

85. Лунин О.Г., Вельтищев В.Н. Теплообменные аппараты пищевых производств. М.: Агропромиздат, 1987. 239 с.

86. Лыков A.B. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1972. 560 с.

87. Лыков A.B., Берковский Б.М. Конвекция и тепловые волны. М.: Энергия, 1974. 335 с.

88. Маленков И.Г. О зависимости частоты отрыва паровых пузырей от их размера // Инженерно-физический журнал. 1971. Т. 20. № 6. С. 988-994.

89. Мамонтова H.H. Изучение механизма кипения при больших тепловых потоках посредством киносъемки // Прикладная механика и техническая физика. 1963. № з. С. 135-137.

90. Мамонтова H.H. Кипение некоторых жидкостей при пониженных давлениях //Журнал прикладной механики и технической физики. 1966. №3. С. 140-144.

91. Магрини У., Нанни Е. Влияние толщины и теплофизических свойств стенки на коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении в большом объеме // Труды Американского общества инженеров-механиков. Сер. С. Теплопередача. 1975. Т. 97. № 2. С. 15-21.

92. Марков И.И. О времени жизни поры как потенциального центра кипения // Кипение и конденсация. Рига: РПИ. 1979. С. 17-25.

93. Маркус Б., Дропкин Д. Экспериментальное исследование температурных профилей в перегретом пограничном слое над горизонтальной поверхностью при пузырьковом кипении воды в большом объеме // Теплопередача. Сер. С. М.: Мир, 1965. Т.87. № 3. С. 14-25.

94. Минченко Ф.П., Фирсова Э.В. Теплоотдача к воде и водным растворам солей лития при пузырьковом кипении в большем объеме // Вопросы теплоотдачи и гидравлики двухфазных сред. М., Л.: Госэнергоиздат, 1961. С. 117-128.

95. Несис Е.И. О теплоотдаче при кипении в режиме одиночных пузырьков // Инженерно-физический журнал. 1968. Т.14. № 3. С. 437-443.

96. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процесса теплообмена. М.: Энергия. 1979. 320 с.

97. Новиков И.И. Термодинамика. М.: Машиностроение. 1984. 592 с.

98. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978. 704 с.109:. Присняков В.Ф. Плотность центров парообразования при кипении на поверхности // Атомная энергия. 1970. Т. 29. № 1. С. 46-48.

99. Присняков В.Ф. О влиянии давления на процесс кипения // Изв. вузов. Сер. Физика. 1970. № 7. с. 154-155.

100. Присняков В.Ф. Об отрыве паровых пузырей от поверхности нагрева// Инженерно-физический журнал. 1970. Т. 19. № 5. С. 912-919.

101. Присняков В.Ф. Математическое моделирование термогидравлических характеристик процесса кипения. Препринт / Ин-т теплофизики СО АН СССР. № 139-86. Новосибирск: 1986. 50 с.

102. Присняков В.Ф. О влиянии микрослоя жидкости на рост паровых пузырей на поверхности нагрева // Гидроаэромеханика и теория упругости. 1971. Вып. 13. С. 51-54.

103. Присняков В.Ф. Термогидродинамика при кипении. Днепропетровск: ДГУ, 1982. 140 с.

104. Присняков В.Ф., Ситникова Н.В. Расчет парообразования при кипении жидкости на вертикальной поверхности // VII Всесоюз. конф.

105. Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах. JL: ЦКТИ, 1985. С. 88.

106. Присняков В.Ф., Ситникова Н.В. Плотность центров парообразования как функция числа микронеровностей поверхности нагрева // Проблемы высокотемпературной техники. Днепропетровск: ДГУ, 1980. Вып. 2. С. 13-23.

107. Присняков В.Ф., Ткаченко C.B. Влияние плотности теплового потока на внутренние характеристики кипения калия // Промышленная теплотехника. 1986. Т. 8. № 3. С. 106-107.

108. Присняков В.Ф. Кипение. Киев: Наукова думка, 1988. 240 с.

109. Розенов У.М. Теплообмен при кипении // Современные проблемы теплообмена. M., JL: Энергия, 1966. С. 212-260.

110. Сакураи А., Сиоцу М. Теплообмен при нестационарном кипении в большом объеме // Теплопередача. 1977. Т. 99. № 2. С. 46-81.

111. Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1973. Т.2. 584 с.

112. Сень Л.И., Якубовский Ю.В. Парогенераторные установки на морской воде. Л.: Судостроение, 1979. 232 с.

113. Слесаренко В.Н., Рудакова А.Е., Захаров Г.А. К вопросу обобщения опытных данных по теплообмену при кипении жидкостей на пучке труб // Кипение и конденсация. Рига: РПИ, 1978.С. 22-28.

114. Слесаренко В.Н., Захаров Г.А. Характеристики кипения жидкости на пучках труб под вакуумом // Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах. Л.: АН СССР, 1990. Т. 1. С. 267-268.

115. Слесаренко В.Н., Захаров Г.А., Рудакова А.Е., Мукасеев Б.И. Теплообмен в двухфазном потоке трубного пучка в вакууме // Изд.вузов. Энергетика. 1990. № И. С. 88-94.

116. Слесаренко В.Н. Опреснение морской воды. М.: Энергоатомиздат, 1991.280 с.

117. Сорокин А.Ф. Теплоотдача при кипении жидкостей в большом объеме // Тр. Ивановского энергетического института. М., Л.: Госэнергоиздат, 1951.Т. 4. С. 81-93.

118. Сорокин А.Ф. Теплоотдача к воде и электролитическим щелокам, кипящим в условиях свободной конвекции // Изв. вузов. Энергетика. 1961. №3. С. 53-58.

119. Сорокин Д.Н. Модель процесса теплообмена при пузырьковом кипении // Теплофизика высоких температур. 1977. Т. 15. № 4. С. 823-828.

120. Стюшин Н.Г. К теории процесса теплообмена при пузырьковом кипении в условиях естественной конвекции // Теплообменные процессы и аппараты химических производств. М.: МИХМ, 1976. С. 67-76.

121. Субботин В.И., Сорокин Д.Н., Цыганок A.A. Перенос тепла при пузырьковом кипении в большом объеме // Атомная энергия. 1970. Т. 628. №6. С. 417-476.

122. Субботин В.И., Сорокин Д.Н., Овечкин Д.М., Кудрявцев А.П. Теплообмен при кипении металлов в условиях естественной конвекции. М.: Наука. 1969. 209 с.

123. Субботин В.И., Сорокин Д.Н., Цыганок A.A. Механизм теплообмена при пузырьковом кипении // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1976. №4. С. 93-101.

124. Толубинский В.И., Кривешко A.A., Островский Ю.И. Влияние плотности теплового потока на частоту образования паровых пузырей // Вопросы технической теплофизики. Киев: Наукова думка. 1971. Т. 3. С. 108-111.

125. Тонг JI. Теплопередача при кипении и двухфазное течение. М.: Мир. 1969. 343 с.

126. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. М., JL: АН СССР. 1945. 424 с.

127. Чайка В.Д., Стаценко В.Н. Экспериментальная установка для исследования теплообмена в глубоковакуумном испарителе морской воды // Вопросы теории и практики судовых энергетических установок. Владивосток: ДВПИ, 1971. С. 77-79.

128. Чайка В.Д., Якубовский Ю.В., Стаценко В.Н. Экспериментальное исследование процесса теплообмена применительно к судовым вакуумным испарительным установкам // Труды ДВПИ "Судовые энергетические установки". Владивосток: ДВПИ, 1972. Т. 80. С. 70-76.

129. Чайка В.Д., Подсушный A.M., Якубовский Ю.В., Добржанский В.Г. О теплообмене при кипении морской воды в условиях естественной конвекции // Труды ДВПИ "Судовые силовые установки". Владивосток: ДВПИ, 1974. Т. 77. С. 102-109.

130. Чайка В.Д., Якубовский Ю.В. Организация парожидкостного потока при кипении воды около горизонтального цилиндра // Тезисы докладов XXIV научно-технич. конф. 1977. Владивосток: НТО СП, ДВПИ, 1977.1. С. 73-74.

131. Чайка В.Д., Якубовский Ю.В. Применение ЭВМ к расчету процесса парообразования на цилиндрических поверхностях нагрева // Судовые энергетические установки. Владивосток: ДВГУ, 1978. С. 70-75.

132. Чайка В.Д. К вопросу кипения на горизонтальных трубах в вакуумных испарителях судовых опреснительных установок // Судовые энергетические установки. Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1980. С. 83-88.

133. Чайка В.Д. Некоторые особенности динамики роста парового пузыря на горизонтальных трубах в условиях атмосферного и пониженного давления/ Владивосток: Дальрыбвтуз, 1982. 48 с. Деп. в ЦНИИТЭИРХ. 13.04.82. № 377 рп-Д82.

134. Чайка В.Д. Температурный напор начала пузырькового кипения на горизонтальных трубах / Владивосток: Дальрыбвтуз, 1982. 36 с. Деп. в ЦНИИТЭИРХ. 26.04.82. № 383 рп-Д82.

135. Чайка В.Д. Термогидродинамические режимы кипения воды на горизонтальных трубах // Владивосток: Дальрыбвтуз, 1984. 47 с. Деп. в ЦНИИТЭИРХе. 19.06.84. № 604 рх-Д84.

136. Чайка В.Д. О трех процессах парообразования при кипении воды на горизонтальных трубах // Тезисы докладов VII Всесоюзной конф. "Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах". Д.:

137. АН СССР, 1985. Т. 1. С. 154-156.

138. Чайка В.Д. Исследование тепловых режимов двухфазного потока при кипении воды на горизонтальных трубах // Тезисы докладов VII Всесоюзной конф. "Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах". Л.: АН СССР, 1985. Т. 1. С. 151-153.

139. Чайка В.Д. О механизме образования паровых пузырей на технических поверхностях нагрева // Тезисы докладов П Всесоюзной конф. по энергетике океана . Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. С. 30-32.

140. Чайка В.Д. Исследование отвода теплоты турбулентным механизмом при кипении воды на горизонтальных трубах // Тезисы докладов II Всесоюзной конф. по энергетике океана. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. С. 33-35.

141. Чайка В.Д. Расчет роста парового пузыря на нижней образующей горизонтальной трубы // Инженерно-физический журнал. 1987. Т. 52. № 1. С. 66-73.

142. Чайка В.Д. Исследование механизма отвода теплоты при кипении жидкости на горизонтальных трубах // "Эффективность систем преобразования энергии океана". Владивосток: ДВО АН СССР, 1987. С. 87-95.

143. Чайка В.Д. Исследование отвода теплоты паровыми пузырями при кипении воды на горизонтальных трубах // Изв. вузов. Энергетика, 1988. № 1.С. 61-65.

144. Чайка В.Д. Гидротермодинамика паровых пузырей при кипении воды на горизонтальных трубах // Изв. вузов. Энергетика, 1988. № 7. С. 69-74.

145. Чайка В.Д. Расчет составляющих теплового баланса при кипении воды на горизонтальных трубах // Кипение и конденсация. Рига: РПИ, 1988. С. 38-49.

146. Чайка В.Д. К определению кризиса пузырькового кипения воды на горизонтальных трубах // Тезисы докладов VIII Всесоюзной конф. "Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах". Л.:

147. АН СССР, 1990. Т. 1. С. 365-368.

148. Чайка В.Д. Расчет температурного напора начала пузырькового кипения воды на горизонтальных трубах в условиях вакуума // Тезисы докладов VIII Всесоюзной конф. "Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах". Л.: АН СССР, Т. 1. 1990. С. 413-415.

149. Чайка В.Д. Направления модернизации теплообменных аппаратов с кипением жидкости на горизонтальных трубах // Нетрадиционная энергетика и технология. Материалы международной конф. Владивосток: ДВО РАН, 1996. Ч. 2. С. 49-51.

150. Чайка В.Д. Три процесса генерации паровых пузырей при кипении воды на горизонтальных трубах // Исследования Владивостокского отделения РОТМО в 1995-1996 гг. Владивосток: ДВО РАН, 1997. С. 15-16.

151. Чайка В.Д. Результаты исследований теплообмена при кипении воды на пучке горизонтальных труб // Там же. С. 31-35.

152. Чайка В.Д. Методика расчета и модернизации судовых горизон-тальнотрубных испарителей. Инф. листок № 3 98. Владивосток: Прим. ЦКТИ, 1998. 4 с.

153. Чайка В.Д. Исследование и расчет составляющих теплового баланса в выпарных аппаратах с греющими элементами из горизонтальных труб: Учебное пособие. Владивосток: Дальрыбвтуз, 1990. 108 с.

154. Чайка В.Д. Новые формулы для теплового расчета горизонтальнот-рубных судовых испарителей. Владивосток: ДВО РАН, 1995. 26 с.

155. Чайка В.Д. Вопросы физики кипения жидкостей (на горизонтальных трубах). Монография. Владивосток: Дальнаука, 1996. 212 с.

156. Чайка В.Д. Рекомендации по проектированию и модернизации судовых горизонтальнотрубных испарителей. Владивосток: ИПМТ ДВО РАН, 1996. 20 с.

157. Шекриладзе И.Г. Основные механизмы теплоотвода в процессе развитого кипения // Двухфазные потоки. Теплообмен и гидродинамика. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1987. С. 30-49.

158. ШлихтингГ. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. 712 с.

159. Ягов В.В. Теплообмен при развитом пузырьковом кипении жидкостей // Теплоэнергетика. 1988. № 2. С. 4-9.

160. Ягов В.В., Городов А.К., Лабунцов Д.А. Отрывные диаметры паровых пузырей при кипении воды и этанола в условиях пониженных давлений // Докл. науч. техн. конф. М.: МЭИ, 1969. С. 139-145.

161. Ягов В.В. Научное наследие Д.А. Лабунпова и современные представления о пузырьковом кипении // Теплоэнергетика. 1995. № 3. С. 2-10.

162. Якубовский Ю.В., Добржанский В.Г., Чайка В.Д. Динамика роста паровых пузырей на горизонтальных трубах // Нелинейные волновые процессы в двухфазных средах. Новосибирск: СО АН СССР ИТФ, 1977.1. С. 362-368.

163. Якубовский Ю.В., Добржанский В.Г., Чайка В.Д. Кипение воды в условиях вакуума на горизонтальных трубах // Теплообмен и гидрогазодинамика при конденсации и кипении. Новосибирск: СО АН СССР, 1979.1. С. 115-117.

164. Beer H. Interfacial velocities and bubble growth in nucleate boiling // Jnt. Symp., Tow-Phase Syst. Technion City, Haife, Aug. 29 Sept, 1971, 2. S.l.,s.s., 24 p.

165. Cryder D.C., Finalborgo A.C. Heat transmission from metal surfaces to boiling liquids: Effect of temperature of the liquion coefficient // Trance. AIChE., 1937, Vol. 35. P. 346-353.

166. Cole R. Bubble frequencies and departure volumes at subatmospheric pressures // AIChE J. 1967. Vol. 13. № 4. P. 779-783.

167. Coppys J.H. and Rietema K. Mass transfer from spherical cap bubbles. The contribution of the bubble rear. Transaction of the Institution of Chemical Engineers. 1981, Vol. 59, No.l, p. 54-63.

168. Cooper M.G. Nucleate Boiling 6th Inf. Heat Transfer Conf. Toronto: 1978. Keynote pap. Ottawa: 1978. Vol. 6. P 463-471.

169. Cooper M.G., Lloyd A.I.P. The microlayer in nucleate pool boiling // Int.J. Heat Mass Transfer. 1969. Vol. 12. P. 895-913.

170. Chan A.M.C., Shoukri M. Boiling heat transfer and burnout around horizontal tube bundles. Fundam. Phase Change: Boil and condens. Winter Annu. Meet. ASME, New Orleans, La, Dec. 1984. P. 1-8.

171. Cornwell Keith. The role of sliding bubbles in boiling on tube bundles // Heat Transfer, 1990: Proc. 9 th Jnt. Heat Transfer Conf. Jerusalem. 1990. V. 3. New York etc. 1990. P. 455-460.

172. Fand R.M., Ho R.C.C. An evaluation of Rohsenow's pool boiling correlation equation // Lett. Heat and mass Transfer. 1977. Vol. 4. № 4. P. 239-247.

173. Fath H.S., Judd R.L. Influence of System Pressure on Microlayer Evaporation Heat Transfer. «Trans. FCME. I. Heat Transf.», 1978, Vol. 100, No.l, p. 49-55.

174. Fujita Y., Ohta H., Yoshida K., Hidaka S. Nucleate Boiling Heat Transfer in Horizontal Tube Bundles.// Mem. Fac. Eng. Kyushu University. 1987. Vol.47, № l.p. 35-50.

175. Griffith P. Bubbles growth rates of boiling. // Trans. ASME. 1958. Vol. 80. P. 721-726.

176. Hatton A.P., Hall I.S. Photographic study of boiling on prepared surfaces // In. Proc. 3 Heat Transfer Conf.: Chicago: 1966 Vol. 4. № 4. AIChE. 1966. P.33-50.

177. Lieontiev A.J., Kirdyashkin A.G. Experimental study of flow patterns and temperature fields in horizontal free convection liquid. Layer // Int. J. Heat Mass Transfer, 1968, Vol. 11, No. 10.

178. Lienhard J.H., Schröck V.E. The effect of pressure, geometry and the equation of state upon the peak and minimum boiling heat flux // J. Heat Transfer. C., 1963, Vol. 85, No. 31, P. 261-272.

179. Mead B.R., Romie F.W., Gulbert A.G. Liquid superheat and boiling heat transfer // Heat Transfer and Fluid Mech. Inst. Stanford Univ. Press. Stanford, California, 1951.

180. Modejski J. Improved Three-component theory of nucleate pool boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 1972. Vol. 15. № 33. P. 503-512.

181. Moor F.D., Mesler R.B. The measurement of rapid surface temperature during nucleate boiling of water // AICHE. 1961. Vol. 7. № 4. P. 620-624

182. Nishikawa K., Fujita Y., Nawata Y., Hirahaya K. Effect of. Pressure on Nucleate Boiling Heat Transfer of Water // Mem. Fac. Eng. Kyushu Univ. 1970. Vol. 30. № 2. P. 27-49.

183. Nishikawa K., Fujita Y., Nawata Y., Nishijima T. Studies on Nucleate Pool Boiling at Law Pressures // Heat Transfer Jap. Res. 1976. Vol.5. No. 2. P. 66-89.

184. Palen J.W., Yarden A. and Taborek J. Characteristics of Boiling Outside Large Scale Horizontal Multitube Bundle, AIChE Symp., Series, Vol. 68, 1972. P. 50-61.

185. Palen J.W. and Yang C.C. Circulation Boiling Model for the Analysis of Kettle and Internal Reboiler Performance. Heat Exchanger for Two-Phase Applications, edited by Kitto J.B. and Robertson, ASME, 21 st. National Neat Transfer Conference, July. 1983.

186. Pavlov Yu.U. Muravykh A.I. Determination of parameters of the initiation of boiling in liquid on heat transfer surface // Adv. Phase Change Heat Transfer: Proc. Int. Symp. Changqing May 20-23, 1988. Oxford, 1989.1. P. 393-398.

187. Perkins H. And Weswater J. Measurements of bubbles in boiling methanol. J. Amer. Inst. Chem. Engrs. 2, 1956. P. 471-476.

188. Plesset M.S., Zwick S.A. A nonsteadv heat diffusion problem with spherical symmetry // J. Appl. Phys. 1952. - Vol. 23. P. 95-117.

189. Raben J., Beaubonef R., Commerford G.H.// Chem. Eng. Progr. Symp. Ser. -1965. 61, № 57. - P.249-253.

190. Rallis C.J., Jawurec H.H. Latent Heat transport in saturated nucleate boiling.// Int. J. Heat Mass Transfer. 1964. Vol. 7. № 10. P. 1051-1068.

191. Sakurai A. Film boiling heat transfer // Heat Transfer, 1990: Proc. 9 th Int. Heansfer Conf., Jerusalem. 1990. V. 1. New York etc. 1990. P. 157-186.

192. Shekriladze I.G. Developed boiling heat transfer. Int. J. Heat and Mass Transfer, 1981, Vol. 24, No. 5, p. 795-801.289

193. Shukri M., Judd R.L. On the influence of surface conditions in nucleate boiling the concept of bubble flux density. «Trans ASME. J. Heat Transf.» 1978, Vol. 100, No. 4, p. 618-623.

194. Scriven L.E. On the dynamics of face growth //Chem. Engng Sci., 1959. V.10. № 1/2. P. 1-13.

195. Strenge P.H., Orell. A., Westwater J.N. Microscopic study of bubble growth during nucleate boiling // AIChE J, 1965 Vol. 7 . P. 578-583.

196. Tolubinsky V.I., Ostrovsky J.N. On the mechanism of boiling heat transfer (vapour bubbles growtyh in the process of liquides, solutions, and binary mixtures)// Int. J. Heat mass Transfer. 1996. Vol. 9. № 12. P. 1463-1470.

197. Van Stralen S.J.D. Heat transfer to boiling binary liquids mixtures an atmospheric and sub-atmospheric pressures.// Chem. Engng. Sci. 1956. Vol 5. P. 290-296.

198. Van Stralen S.J.D. The mechanism of nucleate in pure liquids and in binary mixtures // Past 1. «Int. J. Heat Mass Transfer». 1966. Vol. 9. P. 995-999.

199. Van Starlen S.J.D., Ziji W., De Vries D. A., The beheviour of vapour bubbles during growth at subatmospheric pressures // Chem. Eng. Science, 1977. Vol. 32, № 10. P. 1189-1196.

200. Witter L.C. and Lienhard J.H. On the existence of two "Transition" boiling curves // Int. J. Heat mass Transfer. 1982. Vol 25. № 6. P. 771-779.291