Труды 4-й РНКТ (2006). Том 4. Кипение, кризисы кипения, закризисный теплообмен

Синкевич О.А., Зейгарник Ю.А., Ивочкин Ю. П.
Взрывное разрушение паровой пленки при интенсивных тепловых потоках

Московский энергетический институт (технический университет), Россия
Институт высоких температур РАН Москва, Россия

Аннотация

Рассматриваются процессы, развивающиеся на границе между паровой пленкой и жидкостью при наличии теплового потока. В линейном и нелинейном приближениях аналитически решена задача об устойчивости стационарной фазовой поверхности между тонкой паровой пленкой и слоем холодной жидкости при наличии теплового потока. Показано, что существует возможность возникновения режима, сопровождающегося взрывным разрушением стационарной паровой пленки.

Заключение

Поставлена и аналитически в линейном и нелинейном приближениях решена задача об устойчивости стационарной фазовой поверхности между тонкой паровой пленкой и слоем холодной жидкости при наличии теплового потока. Учтены зависимость давления насыщения от температуры и слабое изменение толщины стационарной паровой пленки.
В отличие от классической постановки, в рассматриваемой задаче возникают ряд новых эффектов:
а) тепловые процессы на фазовой границе приводят к распространению слабозатухающих волн малой амплитуды, скорость которых может намного превышать скорость гравитационных волн;
б) из-за теплового потока через фазовую поверхность могут возникать периодические волны малой длины (рябь), не являющиеся капиллярными;
в) периодические волны и солитоны на фазовой поверхности могут возникать и в отсутствии силы тяжести;
г) тепловые процессы на фазовой границе могут обеспечивать устойчивое существование паровой фазы под слоем жидкости в поле сил тяжести;
д) на нелинейной стадии развития неустойчивости из-за слабого изменения толщины стационарной паровой пленки может возникать режим взрывной неустойчивости, в котором амплитуда, первоначально малой плоской волны возрастает до бесконечности за конечное время.

Работа выполнена в рамках гранта по научным школам РИ-112/001/468 «Исследование процессов тепломассопереноса при интенсивных тепловых и электрических воздействиях» и гранта РФФИ № 05- 08-01217.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Синкевич О.А., Зейгарник Ю.А., Ивочкин Ю. П., Кубриков К.Г. Экспериментальное исследование пленочного и переходного режимов кипения на твердых и жидкометаллических полусферах, погруженных в недогретую жидкость