Труды 4-й РНКТ (2006). Том 5. Испарение, конденсация. Двухфазные течения

Кузнецов В.В., Шамирзаев А.С.
Особенности теплообмена при кипении хладона 21 в некруглых мини-каналах

Институт теплофизики СО РАН, Новосибирск, Россия

Аннотация

В данной работе экспериментально исследуется теплообмен при кипении восходящего потока хладона 21 в вертикальном прямоугольном мини-канале размером 1.6х6.3мм. Измерена величина коэффициента теплоотдачи в широком диапазоне изменения массового паросодержания и плотности теплового потока для двух массовых расходов G=200 кг/(м2 ·с) и G=50 кг/(м2 ·с). Выделен режим совместного влияния пузырькового кипения и конвективного испарения. Определены режимы, в которых основной вклад в теплоотдачу даёт испарение тонких плёнок жидкости. Показано, что модель теплообмена Клименко удовлетворительно описывает экспериментальные данные. Модель Лиу и Винтертона хорошо описывает экспериментальные данные при режимах течения, в которых пузырьковое кипение и конвективный теплообмен вносят определяющий вклад в теплоотдачу.

Заключение

В миниканале при массовом расходе G = = 200 кг/(м2 ·с) и паросодержании меньше 0.5 для кольцевого режима течения конвективное испарение и кипение оказывают совместное влияние на теплообмен. В таких условиях модель [2] позволяет рассчитывать теплообмен с хорошей точностью, модель [1] дает удовлетворительные значения коэффициентов теплоотдачи. При паросодержании выше 0.5 существенный вклад в теплоотдачу вносит испарение тонкой плёнки жидкости, это приводит к более высоким локальным коэффициентам теплоотдачи, чем в расчёте.
При малых массовых расходах G = 50 кг/(м2 ·с) расчёт по модели [1] удовлетворительно описывает теплопередачу только при тепловом потоке меньше 2 кВт/м2. При больших тепловых потоках измеренные значения коэффициента теплоотдачи превышают расчет.
При уменьшении массового расхода жидкости реализуются режимы течения с меньшими скоростями пара. В этих условиях капиллярные силы оказывают существенное влияние на распределение плёнки жидкости по периметру канала и в конечном счёте на теплоотдачу.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Курдюмов А.С., Рандин В.В. Трение на стенке в восходящем снарядном течении в вертикальной трубе