Кипение мелкодисперсных суспензий по действием теплового излучения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат наук Кузьменков Дмитрий Михайлович

• Кузьменков Дмитрий Михайлович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Кузьменков Дмитрий Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КИПЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ СУСПЕНЗИЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ

ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Введение к главе

1.1. Формирование и рост паровых пузырей на поверхности перегретых частиц и их агломератов

1.2. Рассеяние и поглощение излучения в мелкодисперсных суспензиях

1.3. Кипение мелкодисперсных суспензий под действием естественного

солнечного и искусственного излучения

Выводы к главе

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

2.1. Экспериментальная лабораторная установка для исследования скорости парообразования в суспензии под действием искусственного излучения с рециркуляцией конденсата

2.1.1 Общее описание лабораторной установки

2.1.2 Измерение плотности теплового потока от галогеновой лампы

2.1.3 Модификация и градуировка расходомера

2.1.4 Методика обработки экспериментальных данных и анализ погрешностей измерений

2.2. Прототип солнечной парогенерирующей установки для исследования кипения суспензии под действием естественного солнечного излучения

2.3. Экспериментальное исследование кипения суспензии на основе графитовых микрочастиц

2.3.1 Методики изготовления графитовых микрочастиц и приготовления суспензии

2.3.2 Гранулометрический анализ суспензий

2.3.3 Результаты экспериментального исследования

2.4. Экспериментальное исследование кипения суспензии на основе наночастиц оксида железа

2.4.1 Характеристика наночастиц и метод приготовления суспензии

2.4.2 Результаты экспериментального исследования

2.4.3 Анализ стабильности суспензии после кипения

2.5. Экспериментальное исследование кипения суспензии на основе воды с добавлением соли

2.5.1 Характеристика наночастиц и метод приготовления суспензии

2.5.2 Результаты экспериментальных исследований в непрерывном режиме работы лабораторной установки

2.5.3 Методика проведения экспериментального исследования в непрерывном режиме работы лабораторной установки

2.5.4 Результаты экспериментального исследования в импульсном режиме работы лабораторной установки

2.5.5 Анализ суспензии и проб конденсата

2.6. Экспериментальное исследование поглощения излучения в суспензии

2.6.1 Методика экспериментального исследования поглощения излучения в суспензии

2.6.2 Методика приготовления суспензий и гранулометрический анализ

2.6.3 Результаты экспериментального исследования интегрального ослабления излучения в суспензии

2.6.4 Результаты экспериментального исследования спектрального ослабления излучения в суспензии

Выводы к главе

ГЛАВА 3. МОДЕЛЬ СКОРОСТИ ПАРООБРАЗОВАНИЯ ПРИ КИПЕНИИ

СУСПЕНЗИЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

3.1. Модель роста и движения парового пузыря, образующегося на

поверхности частицы

3.1.1 Описание модели роста и движения парового пузыря

3.1.2 Валидация модели роста и движения парового пузыря в зоне кипения

3.2. Модель для расчета скорости парообразования при кипении суспензии под действием теплового излучения

3.2.1 Описание модели для расчета скорости парообразования

3.2.2 Валидация модели для расчета скорости парообразования по экспериментальным данным, полученным в стационарных условиях

3.3. Модель для расчета скорости парообразования при испарении базовой жидкости

3.3.1 Описание модели для расчета скорости парообразования при испарении базовой жидкости

3.3.2 Валидация модели для расчета скорости парообразования при испарении базовой жидкости

Выводы к главе

ГЛАВА 4. МОДЕЛЬ ПОГЛОЩЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ СУСПЕНЗИИ

4.1. Описание модели поглощения излучения в суспензии

4.2. Валидация модели поглощения излучения в суспензии

4.3. Применение модели поглощения излучения для расчета скорости

парообразования в суспензии под действием излучения

Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

Сокращения

ДСН додецилсульфат натрия

ВИЭ возобновляемый источник энергии

МКЛС метод корреляционной лазерной спектроскопии

МУНТ многослойные углеродные нанотрубки

НЖ наножидкость

НЧ наночастицы

ПАВ поверхностно-активное вещество

РЧР распределение частиц по размерам

СКПП солнечный коллектор прямого поглощения

СПУ солнечная парогенерирующая установка

Латинские символы

АВБ оптическая плотность

а коэффициент температуропроводности, м2/с

а1,Ь1 коэффициенты рассеянного поля

С удельная теплоемкость, Дж/(кгК)

СаЬБ сечение поглощения, м2

^ехЬ сечение экстинкции, м2

с 2 сечение рассеяния, м2

диаметр (характерный линейный размер) частиц или агломератов, м

Е энергия, Дж

F площадь поверхности, м2

массовая концентрация частиц

объемная концентрация частиц

массовый расход, кг/с

Су объемный расход, м3/с

9 ускорение свободного падения, м/с2

к интенсивность, Вт/(м2мкм)

к мнимая часть комплексного показателя преломления (показатель по-

глощения)

къ постоянная Больцмана, Дж/К

к^ волновое число, м-1

Ь характерный линейный размер, м

М масса, кг

т комплексный показатель преломления

тр комплексный показатель преломления частиц относительно базовой жидкости

Ыр плотность распределения частиц, м-3

п действительная часть комплексного показателя преломления (показатель преломления)

Р полный тепловой поток, Вт

р давление, Па Qabs эффективность поглощения

Qext эффективность экстинкции

Qsca эффективность рассеяния

q плотность теплового потока, Вт/м2

плотность распределения внутренних источников тепла, Вт/м3

г1у удельная теплота испарения, Дж/кг

5 соленость, г/кг

Т температура, К

t время, с

V объем, м3

ш скорость, м/с

х параметр дифракции

Греческие символы

а коэффициент экстинкции, м-1

у отношение плотности частицы к плотности пара

^ эффективность парообразования

Л коэффициент теплопроводности, Вт/ (м ■ К)

Я длина волны излучения, м

д динамическая вязкость, Пас

V кинематическая вязкость, м2/с

%, ф функции Риккати-Бесселя

р массовая плотность, кг/м3

о коэффициент поверхностного натяжения, Н/м

тсг ф

критическое время роста парового пузыря

отношение характерного размера пузыря к размеру частицы (агломерата частиц)

Специальные символы

л мнимая часть i мнимая единица ^ вещественная часть

Безразмерные критерии

ja = SÉL число Якоба

rlv

pr = - число Прандтля

а

Re = — число Рейнольдса

Индексы

0 начальный, эталонный

то относится к невозмущенной среде

abs поглощение излучения

bf базовая жидкость cond конденсат

критический

eff эффективный

ex t экстинкция, ослабление лучистого теплового потока

ir облучаемая, подвергается действию излучения

1 жидкая фаза

max максимальный, относится к максимальному значению

min минимальный, относится к минимальному значению

nf наножидкость

р частица, наночастица, агломерат частиц

s суспензия

s at насыщение

a рассеяние излучения

у паровая фаза

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации

В настоящее время использование возобновляемых источников энергии является весьма актуальным в связи с исчерпаемостью традиционных углеводородных энергоносителей. Наиболее доступным возобновляемым источником энергии является солнечная, использование которой позволяет снизить негативное влияние на окружающую среду.

Существующие на сегодняшний день установки преобразования солнечной энергии производят примерно 900 ГВт энергии, большая часть которой (54%) приходится на установки, преобразующие энергию солнечного излучения в тепловую. К этим же установкам относятся солнечные парогенерирую-щие установки с паротурбинным циклом производства электроэнергии. Существенным недостатком таких установок является низкая, по сравнению с традиционными электростанциями, эффективность преобразования солнечной энергии в тепловую, не превышающая 45%. Одним из способов повышения эффективности солнечных тепловых и парогенерирующих установок является использование суспензий с диспергированными частицами нано- и микрометрового размера в качестве поглотителя солнечной энергии и теплоносителя.

Взвешенные в объеме жидкости наночастицы с размерами 10^500 нм позволяют увеличить эффективность преобразования солнечной энергии в тепловую примерно на 40%, что обусловлено существенным улучшением теп-лофизических и светопоглощающих свойств среды. Было показано, что теплопроводность суспензии превышает теплопроводность соответствующей базовой жидкости в 4 раза при использовании наночастиц из металлов (золото, серебро, титан, медь), оксидов металлов (оксидов железа, алюминия, титана и меди) и графита, а коэффициент поглощения излучения - на 600% и более (в диапазоне длин волн от 0,2 до 2,5 мкм). Вместе с тем, диспергированные частицы способны служить дополнительными центрами парообразования, что позволяет использовать их для создания высокоэффективных солнечных па-рогенерирующих установок.

Эффективность преобразования энергии излучения в тепловую солнечных парогенерирующих установок, использующих суспензию в качестве поглотителя излучения и теплоносителя, зависит от типа диспергированных частиц, их концентрации и размера. Потому для создания и совершенствования таких установок необходимо разработать модель, описывающую скорость парообразования в суспензии под действием излучения в зависимости от указанных параметров. Такая модель также позволит оценивать оптимальные характеристики суспензии (тип частиц, их размер и концентрация), при которых достигается наибольшая эффективность преобразования энергии излучения в тепловую.

В силу присутствия в жидкости диспергированной твердой фазы, способной дополнительно поглощать, накапливать и передавать в жидкость энергию излучения, этот процесс качественно отличается от кипения на поверхности нагревателя. Поэтому исследование кипения мелкодисперсной суспензии под действием теплового излучения (солнечного или искусственного) представляет отдельный интерес как с точки зрения повышения эффективности солнечных парогенерирующих установок, так и для понимания физики кипения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кипение мелкодисперсных суспензий по действием теплового излучения»

Цель работы

Цель диссертационной работы состояла в экспериментальном и теоретическом исследовании скорости парообразования в мелкодисперсных суспензиях под действием теплового излучения в зависимости от типа диспергируемых частиц, их размеров и концентрации, а также в разработке модели для расчета скорости парообразования в мелкодисперсных суспензиях под действием теплового излучения, применимой для определения оптимальных параметров суспензии.

Для достижения поставленных целей были решены следующие задачи: 1. Получение новых экспериментальных данных по скорости образования пара в мелкодисперсных суспензиях под действием теплового излучения для различных типов твердых частиц, их концентраций и размеров.

2. Разработка новой модели роста и движения парового пузыря, образующегося на поверхности частицы, нагретой тепловым излучением, в зоне поглощения теплового излучения в мелкодисперсных суспензиях.

3. Разработка новой модели для расчета скорости образования пара при кипении мелкодисперсных суспензиях под действием теплового излучения.

4. Получение новых экспериментальных данных по рассеянию и поглощению теплового излучения в мелкодисперсных суспензиях различных составов.

5. Разработка модели поглощения теплового излучения в мелкодисперсной суспензии, учитывающей распределение частиц по размерам.

Научная новизна работы

• Впервые разработана модель для расчета скорости парообразования при кипении мелкодисперсных суспензий под действием теплового излучения. Новая модель позволяет определять скорость и эффективность парообразования в суспензиях под действием теплового излучения с отклонением от экспериментальных данных не более 20%. Также новая модель применима для оценки оптимальной концентрации частиц, при которой достигается наибольшая скорость парообразования.

• Созданы прототипы солнечных парогенерирующих установок для генерации электроэнергии и опреснения морской воды. Лабораторная экспериментальная установка позволяет проводить исследования в условиях замкнутого цикла конденсата пара и, таким образом, рассматривать процесс кипения суспензий в непрерывном режиме, который может использоваться в солнечных парогенерирующих установках. Прототип солнечной парогенерирующей установки позволяет изучать кипение суспензий в условиях схожих с теми, в которых работают существующие солнечные парогенерирующие установки.

• Разработана новая модель роста и движения парового пузыря в зоне поглощения излучения при кипении мелкодисперсной суспензии под действием теплового излучения. Новая модель рассматривает совместное движение парового пузыря и частицы в базовой жидкости.

• Разработан новый метод расчета поглощения теплового излучения в

мелкодисперсной суспензии с учетом распределения частиц по размерам. Отклонение коэффициента поглощения суспензии, рассчитанного по предложенному методу, от экспериментальных данных в два раза меньше, чем для модели, в которой взвешенные частицы считаются одинаковыми по размеру.

Основные положения, выносимые на защиту

• Новая модель для расчета скорости парообразования при кипении мелкодисперсных суспензий под действием теплового излучения в зависимости от типа базовой жидкости и частиц, размера и концентрации частиц. Новая модель позволяет рассчитывать скорость с отклонением от экспериментальных данных не более 20%, а также определять оптимальные тип, размер и концентрацию частиц для достижения максимальной скорости парообразования.

• Новая модель роста и движения парового пузыря, образующегося на поверхности частицы, при кипении мелкодисперсной суспензии под действием теплового излучения. Модель рассматривает совместное движение парового пузыря и частицы в зоне поглощения излучения.

• Результаты экспериментальных исследований скорости образования пара в мелкодисперсной суспензии под действием теплового излучения в прототипе солнечной парогенерирующей установки и в лабораторной установке с замыканием цикла конденсата. Эффективность парообразования в лабораторной установке изменялась от 45 до 60% в зависимости от типа и размера используемых частиц (графитовые микрочастицы, наночастицы оксида железа и многослойные углеродные нанотрубки), что превышает эффективность установок с поверхностным поглощением излучения на 20 - 50%.

• Метод расчета поглощения теплового излучения в мелкодисперсной суспензии с учетом распределения частиц по размерам. Отклонение расчетов по предложенному методу от экспериментальных данных в два раза меньше, чем для модели, в которой взвешенные частицы считаются одинаковыми по размеру.

Практическая значимость Разработанная модель для расчета скорости парообразования при кипении мелкодисперсных суспензий под действием теплового излучения, а также

метод расчета поглощения теплового излучения в суспензии с учетом распределения частиц по размерам будут использованы для определения оптимальных параметров (тип частиц, их размер и концентрация) солнечных парогене-рирующих установок. Созданные прототипы позволят подобрать оптимальные режимы эксплуатации солнечных парогенерирующих установок для генерации электроэнергии и опреснения морской воды.

Полученные в работе результаты внедрены в учебный процесс кафедры теплофизики НИЯУ МИФИ, а также вошли в научно-технические отчеты по проектам: РНФ № 17-79-10481 «Кипение наножидкости в солнечном коллекторе: оптимизация и прототипирования» (2017 - 2019 гг.); РНФ №2 19-79-10083 «Наножидкости в системах сбора и хранения солнечной и геотермальной энергии» (2019 - 2022 гг); РФФИ 19-38-90306\19 «Моделирование объемного кипения наножидкости под действием электромагнитного излучения» (2019 -2021 гг.).

Обоснованность и достоверность

Полученные в работе экспериментальные данные воспроизводимы. Достоверность разработанных моделей подтверждается согласованием с экспериментальными данными, полученными в настоящей работе, и данными других авторов с отклонением не более 20%.

Апробация

Материалы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Тринадцатая Международная научно-практическая конференция «Будущее атомной энергетики» (2019); Международные молодежные научные школы конференции «Современные проблемы физики и технологий» (2019, 2020); 16th International Conference of Numerical Analysis and Applied Mathematica (Греция, Родос, 2018); 14th International Conference on Computational Fluid Dynamics in the Oil & Gas, Metallurgical and Process Industries (Норвегия, Тронхейм, 2020); 3rd European Symposium on Nanofluids (Румыния, Яссы, 2021); Международная молодежная школа-конференция по ядерной физике и технологиям (2020).

Публикации по теме диссертации Основные результаты диссертационного исследования представлены в 7 публикациях. Из них 1 работа опубликована в журналах из перечня ВАК и 6 в журналах, индексируемых в базах Scopus и Web of Science.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, включающего 207 наименований, и двух приложений. Содержание диссертации изложено на 220 страницах машинописного текста, включая 62 рисунка и 11 таблиц к основному тексту и 3 рисунка и 11 таблиц к приложениям.

Личное участие автора Работа выполнялась с 2017 г. по 2022 г. на кафедре теплофизики НИЯУ МИФИ. Постановка задачи исследования осуществлена совместно с научным руководителем. Разработка и модернизация экспериментальных установок, экспериментальные исследования, обобщение и анализ полученных данных, разработка моделей и методов выполнены автором самостоятельно или в соавторстве при его непосредственном участии.

ГЛАВА 1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КИПЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ СУСПЕНЗИЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В настоящей главе представлен обзор общего состояния проблемы кипения мелкодисперсных суспензий под действием теплового излучения. Также в обзоре рассмотрены вопросы применения мелкодисперсных суспензий в солнечной энергетике и опреснении.

Для дальнейшего изложения здесь удобно ввести широко используемый в зарубежной литературе термин «наножидкость», под которым понимается стабильная суспензия, состоящая из химически невзаимодействующих дисперсионной среды (базовой жидкости) и диспергированной твердой фазы, размер частиц (агломератов частиц) которой варьируется в диапазоне приблизительно от 0,5 до 200 нм. Как будет показано в дальнейшем, такая наножидкость (НЖ) обладает особыми теплофизическими и оптическими свойствами, которые определяют их высокий потенциал применения в области солнечной энергетики.

Введение к главе 1

Конец XX в. - начало XXI сопровождаются стремительным развитием микроэлектроники и энергетических технологий. В поисках путей повышения эффективности, производительности и экономичности энергетического оборудования значительное внимание уделяется повышению мощности с одновременным уменьшением габаритов устройств. Такое направление развития технологий тесно сопряжено с поиском более эффективных методов охлаждения высоконапряженных устройств для обеспечения их стабильности и безопасности. Обычные теплоносители, такие как вода, машинные масла, этилен и прочие, имеют естественные ограничения в скорости теплообмена в силу своих теплофизических и гидродинамических свойств, а простой метод интенсификации теплообмена - увеличение поверхности теплообмена - прямо конкурирует с тенденцией к минимизации габаритов. Эти обстоятельства под-

толкнули научное сообщество к развитию новых подходов для повышения эффективности теплообмена.

В 1975 г. были опубликованы две работы Ахаджа [1, 2], посвященные повышению интенсивности теплообмена при ламинарном течении, в которых было предложено использовать классические теплоносители со взвешенными частицами малых размеров (порядка микрометров), обладающими высоким коэффициентом теплопроводности. Ахаджа предположил, что такая суспензия будет обладать повышенной по сравнению с базовой средой способностью к теплоотдаче за счет повышения средней теплопроводности. Действительно, в своей работе Ахаджа продемонстрировал увеличение коэффициента теплоотдачи водного раствора хлорида натрия и гликоля со взвешенными частицами из полистирола на 20% в режиме ламинарного течения.

В 1981 г. Сон и Чен представили исследование эффективной теплопроводности суспензии во вращающемся потоке аппарата Куэтта [3]. Чтобы избежать эффектов турболизации потока, исследование выполнялось при малых числах Рейнольдса. Сон и Чен исследовали два типа суспензий: первая - смесь силиконового масла с керосином с добавлением полистироловых частиц диаметром 2,9 мм и объемной долей в суспензии 15 и 30%; вторая - смесь силиконового масла с фреоном-113 и добавлением полистироловых частиц диаметром 0,3 мм и объемной долей 15%. Эффективная теплопроводность также измерялась для вышеупомянутых смесей без добавления твердых частиц, что позволило Сону и Чену выполнить сравнение экспериментальных данных и обнаружить существенное увеличение эффективной теплопроводности суспензии по сравнению с базовой жидкостью.

Похожее исследование выполнено Хестрони и Розенблитом [4]. В этой работе в качестве твердых частиц также были использованы миллиметровые частицы из полистирола. Авторы работы [4] также отмечают увеличение теплопроводности суспензии.

Хотя, согласно работам [1-4], добавление твердых частиц микро- и миллиметровых размеров и позволяют увеличить теплопроводность и теплоотдачу жидкости-теплоносителя, однако такой подход обнаруживает ряд недостатков, связанных с коагуляцией частиц и последующим засорением каналов.

Этот недостаток не позволяет применять такой метод увеличения теплопроводности и/или теплоотдачи в реальных устройствах без регулярного обслуживания и очистки каналов от засорения.

Дальнейшее развитие метод диспергирования частиц в базовой жидкости получил с развитием методов производства частиц нанометрового размера, которые способны поддерживаться во взвешенном состоянии в суспензии в течение длительного времени. Так, в работах [5, 6] использовались твердые частицы нанометрового размера. Впервые термин «наножидкости» был использован в работе [7], в которой предложено добавлять в базовую жидкость частицы нанометрового размера, чтобы повысить теплопроводность среды, избежав при этом нежелательных эффектов коагуляции частиц. Таким образом, в обращение был введен термин «наножидкости», которым обозначается стабильная суспензия (взвесь) с характерными линейными размерами твердых частиц от 10 до 200 нм.

Начиная с 2000-х годов идея применения наножидкостей получила широкую распространенность, находя все большое количество потенциальных областей применения, включая медицину [8-12], микроэлектронику [13, 14], автомобилестроение [15, 16], химические технологии [17-19], литографию и 3Э-печать [20-23], оптическую диагностику [24, 25], ядерную энергетику [26, 27], солнечную энергетику [28-41], солнечное опреснение [42-57] и прочее [58-63].

Особый интерес наночастицы представляют для применения в солнечной энергетике и опреснении. Добавление даже небольшого количества частиц в базовую жидкость (как правило, в воду, хотя также используются масла, этиленгликоль и другие органические теплоносители) существенно повышает светопоглощающие свойства суспензии в широком диапазоне длин волн от ~0,1 до 2,5 мкм [64-88], в котором сосредоточено более 95% энергии солнечного излучения [89-91]. Кроме того, добавление твердых частиц способствует улучшению теплопередающих свойств среды: теплопроводности и теплоотдачи [1-7, 13, 92-111]. Эти обстоятельства обуславливают перспективность разработки так называемых солнечных коллекторов прямого поглощения

(СКПП), в которых функции абсорбера солнечного излучения и теплоносителя совмещены в суспензии [99-111]. Отличительной особенностью таких коллекторов является то, что поглощение энергии солнечного излучения происходит в основном на поверхности взвешенных частиц, распределенных в объеме базовой жидкости. Таким образом, если суспензия размещена в прозрачном объеме, максимум температур смещается с поверхности ресивера излучения в область, занятую суспензией [102, 112], приводя к уменьшению температуры поверхности ресивера. Вследствие этого СКПП имеют меньшие тепловые потери в окружающую среду за счет конвекции и теплового излучения с поверхности ресивера по сравнению с обычными коллекторами с поверхностным поглощением солнечного излучения [113-118]. Эффективность преобразования солнечной энергии в тепловую в СКПП может достигать 90% [100, 105, 119] и превышать эффективность эквивалентного по конструкции коллектора с традиционным теплоносителем на 40% [28-31, 105].

Помимо улучшения светопоглощающих и теплофизических свойств базовой жидкости, диспергированные частицы также могут служить центрами парообразования. В этом случае при воздействии теплового излучения кипение может происходит непосредственно на поверхности взвешенных частиц и их агломератов, служащих одновременно источниками тепловой энергии и центрами парообразования. Этот процесс можно рассматривать как кипение в объеме базовой жидкости, в отличие от кипения на поверхности, которое, как правило, используется во многих технических устройствах. Эти обстоятельства открывают возможность создания солнечных парогенерирующих установок на основе солнечных коллекторов прямого поглощения с объемным кипением базовой жидкости [112, 120-132]. Благодаря развитой поверхности взаимодействия наночастиц с базовой жидкостью, можно ожидать, что скорость образования пара в таких установках будет выше, чем при «обычном» кипении жидкости на теплоотдающей поверхности.

Процесс кипения мелкодисперсных суспензий под действием теплового, в частности солнечного, излучения может использоваться в солнечных паро-генерирующих установках, которые, в свою очередь, могут быть использо-

ваны с целью опреснения и дезинфекции воды [42-57] и генерации электроэнергии [119-136]. Предварительные оценки показывают, что эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую в таких установках может быть улучшена на 10% [119, 133-136] по сравнению с существующими солнечными электрогенерирующими установками, пиковая эффективность которых не превышает 40% [118].

Стоит заметить, что для достижения наибольшей возможной эффективности таких солнечных парогенерирующих установок необходимо подобрать оптимальные параметры суспензии, такие как тип частиц, их концентрация и размер. Вместе с тем перечисленные параметры также существенным образом влияют на другие сопутствующие процессы, происходящие в суспензии: поглощение теплового излучения, теплообмен, агломерация и деагломерация частиц. Таким образом, изучение кипения мелкодисперсных суспензий под действием теплового излучения и, в частности, определение оптимальных параметров солнечных парогенерирующих установок на основе СКПП требуют рассмотрения целого ряда взаимосвязанных физических процессов - в первую очередь, поглощения излучения в суспензии, теплообмена между жидкостью и частицами и образования паровых пузырей. В соответствие с этим данный обзор современного состояния проблемы кипения мелкодисперсных суспензий (наножидкостей) под действием теплового излучения разделен на три основные части:

1. Обзор работ, посвященных исследованию процессов роста и формирования паровых пузырей вокруг нано- и микрометровых частиц, перегретых лазерным излучением.

2. Обзор работ, направленных на изучение оптических свойств суспензий, а именно рассеяния, поглощения и ослабления излучения в суспензии.

3. Обзор экспериментальных и теоретических исследований кипения суспензии под действием естественного солнечного излучения и его имитаторов.

Отметим, что отдельного внимания заслуживает анализ стабильности и гранулометрического состава суспензии. Данный анализ представлен для всех работ, содержащих сведения по исследованию стабильности суспензий.

1.1. Формирование и рост паровых пузырей на поверхности перегретых частиц и их агломератов

Исследование процессов теплообмена на микромасштабах представляет интерес как с точки зрения фундаментальной физики теплообмена, так и с практической [137]. В частности, широко рассматривалась идея применения наночастиц для локализации нагрева и кипения с помощью фокусированного лазерного излучения. Однако первоначально возможность практического применения кипения жидкости на нанометровых частицах подвергалась сомнению. Так, в работе [138] результаты численного моделирования молекулярной динамики показали, что существуют некоторый максимальный тепловой поток, который наночастица способна рассеивать в окружающую среду. Превышение этого предельного значения теплового потока приведет к неограниченному росту температуры частиц, и, следовательно, к их плавлению и/или разрушению.

Проведенные впоследствии экспериментальные исследования показали возможность образования пузырьков пара на поверхности наночастиц, подвергающихся воздействию лазерного излучения [139-153]. Так, в одной из первых экспериментальных работ по исследованию кипения на поверхности на-ночастиц [139] было показано формирование парового пузыря на поверхности частицы с использованием метода тепловых линз [155]. В работе рассмотрены три типа суспензий: гомогенный раствор светопоглощающего красителя три-панового синего; суспензия наночастиц оксида алюминия Л12О3 (номинальный размер <200 нм) в гомогенном растворе трипанового синего и водная суспензия с добавлением золотых частиц различного типа (сферические, стержни и оболочки). Авторы работы отмечают, что добавление наночастиц оксида алюминия почти в два раз снижает флюенс лазерного излучения, необходимый для начала образования пузыря. Также отмечается увеличение среднего времени жизни парового пузыря при добавлении частиц, однако это увеличение незначительно и остается в пределах погрешностей экспериментального измерения. Однако в результате детального статистического анализа авторы установили, что при добавлении наночастиц распределение паровых пузырей по времени жизни смещается в сторону больших времен. Причем этот эффект

19

в большей степени проявляется для частиц сравнительно малых размеров (220 ^ 1000 нм), для которых размер группы «долгоживущих» пузырей увеличивается в 4-8 раз по сравнению с аналогичным экспериментом с базовой жидкостью без частиц. При добавлении частиц больших размеров (более 1 мкм) прирост группы «долгоживущих» пузырей незначителен по сравнению с базовой жидкостью. Это наблюдение позволило сделать предположение, что наиболее эффективными центрами парообразования при лазерном облучении являются частицы с размерами от 200 до 1000 нм.

Одним из наиболее значимых выводов работы [139] является наблюдение, что температура жидкости, окружающей частицу (за исключением узкого приграничного слоя, из которого формируется паровой пузырь), практически не изменяется как при начале облучения частиц лазером, так и при схлопыва-нии парового пузыря. Это наблюдение подтверждает результаты моделирования в работе [138] о формировании существенно термического сопротивления на границе контакта частицы и жидкости, а также позволяет предположить, что при лазерном облучении частиц малых размеров кипение имеет место в малой области вокруг облучаемой частицы.

Работа [139] является одной из первых, посвященных экспериментальному исследованию образования паровых пузырей на наночастицах при облучении. Однако результаты этой работы едва ли применимы к солнечным паро-генерирующим установкам, поскольку используемый в работе лазер работал в импульсном режиме. Следующих шаг в исследовании кипения суспензий под действием теплового излучения был сделан в работе [140], в которой в качестве источника использовался лазер, работающий в непрерывном режиме. В работе рассмотрены четыре типа наночастиц: медные, графитовые, серебряные и многослойные углеродные нанотрубки (номинальный диаметр 2 ^ 40 нм при концентрации от 0,05 до 1 об. %). В качестве базовой жидкости для всех суспензий использовалась деионизированная вода с добавлением поверхностно-активного вещества (ПАВ) полисорбата 80а. Для исключения влияния растворенных газов на процесс формирования пузырей каждый образец обрабатывался в вакуумной камере. В ходе экспериментального исследования ав-

торы обнаружили, что паровые пузыри могут образоваться на частице (или агломерате частиц) только при превышении некоторого порогового значения интенсивности лазерного излучения, которое зависит от типа частиц, их размера и концентрации. Так, было обнаружено, что минимальная интенсивность лазера для базовой жидкости (без частиц) с зачерненной задней поверхностью составляет примерно 500 Вт/см2, в то время как для медных и серебряных частиц при определенных концентрациях это значение почти в два раза меньше (250 ^ 300 Вт/см2). Стоит также отметить характер зависимости минимальной интенсивности лазера от концентрации частиц. Например, для графитовых частиц и многослойных углеродных нанотрубок минимальная интенсивность практически не изменяется с ростом концентрации частиц, варьируясь в пределах экспериментальных погрешностей. Напротив, для серебряных частиц минимальная интенсивность уменьшается в 4 раза, с 800 до 200 Вт/м2, при увеличении концентрации с 0,05 до 0,8 об. %. Минимальная интенсивность для медных частиц обнаруживает небольшой рост от 300 до 400 Вт/м2 при изменении концентрации с 0,1 до 1 об. %. Таким образом, полученные в работе [140] результаты позволяют предположить, что существует некоторая оптимальная концентрация наночастиц, при которой затраты энергии на испарение минимальны. Заметим, что эта оптимальная концентрация существенно зависит от типа частиц и их оптических свойств.

Сделанные в работе [140] наблюдения существенно обогатили знания процессов формирования паровых пузырей на поверхности диспергированных наночастиц. Однако в работе не рассмотрен рост и развитие парового пузыря, недостаточно изучено влияние концентрации и размера частиц на эти процессы и, кроме того, не предложено даже качественной модели роста пузыря.

Дальнейшее развитие исследования формирования и роста пузыря вокруг наночастицы получили в работах [141-143]. В работе [141] представлено экспериментальное исследование парообразования вокруг одной золотой на-ночастицы с помощью оптической спектроскопии. Варьируя длительность лазерного импульса, действующего на исследуемую частицу и, вместе с тем, оценивая температуру частицы методом оптической спектроскопии, авторы

оценили пороговый флюенс лазера, необходимый для формирования визуально наблюдаемого парового пузыря вокруг наночастицы и для начала гомогенной нуклеации (авторское «взрывообразное кипение»), которое характеризовалось достижением критической температуры воды (647 К) при атмосферном давлении на поверхности частицы. Такие измерения были выполнены для золотых наночастиц размером 250 нм, частиц диоксида кремния, покрытых золотой оболочкой, и агломератов частиц. В результате обнаружено, что для формирования визуально наблюдаемых пузырей требуется существенно более длительный импульс, чем для достижения критической температуры воды. Кроме того, пороговые значения флюенса для достижения критической температуры воды практически не зависели от типа рассматриваемых частиц и составляли примерно 0,010 ^ 0,015 Дж/м2, в то время как флюенс, необходимый для образования наблюдаемых пузырей, существенно зависит от типа частиц: свыше 0,1 Дж/м2 для золотых наночастиц, ~ 0,04 Дж/м2 для частиц с золотой оболочкой и ~ 0,02 Дж/м2 для агломерата золотых частиц. Эти результаты ярко свидетельствуют о том, что формирование пузырей вокруг агломератов частиц энергетически гораздо более выгодно, чем формирование пузырей на одной наночастице.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кузьменков Дмитрий Михайлович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ahuja, A. S. Augmentation of heat transport in laminar flow of polystyrene suspensions. I. Experiments and results / A. S. Ahuja // Journal of Applied Physics.

— 1975. — Vol. 46, No. 8. — pp. 3408-3416. — doi: 10.1063/1.322107.

2. Ahuja, A. S. Augmentation of heat transport in laminar flow of polystrene suspension: II - Analysis of data / A. S. Ahuja // Journal of Applied Physics. — 1975. — Vol. 46, No. 8. — pp. 3417-3425. — doi: 10.1063/1.322062.

3. Sohn, G. W. Microconvective thermal conductivity in disperse two phase mixture as observed in a low velosity Couette flow experiment / G. W. Sohn, M. M. Chen // Journal of Heat Transfer. — 1981. — Vol. 103. — pp. 47-51. — doi: 10.1115/1.3244428.

4. Hestroni, G. Heat transfer to a liquid-solid mixture in a flume / G. Hestroni, R. Rozenblit // International Journal of Multiphase Flow. — 1994. — Vol. 20, No.

4. — pp. 671-689. — doi: 10.1016/0301 -9322(94)90038-8.

5. Yang, Y. M. Boiling of suspension of solid particles in water / Y. M. Yang, J. R. Maa // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 1984. — Vol. 27. — pp. 145-147. — doi: 10.1016/0017-9310(84)90248-5.

6. Alteration of thermal conductivity and viscosity of liquid by dispersing ultrafine particles (dispersion of y-Al2O3, SiO2, and TiO2 ultra-fine particles) / H. Ma-suda, A. Ebata, K. Teramae, N. Hishinuma // Netsu Bussei. — 1993. — Vol. 4. — pp. 227-233. — doi: 10.2963/jjtp.7.227.

7. Choi, S.U.S. Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles / S.U.S. Choi // ASME FED. — 1995. — Vol. 231. — pp. 99-105.

8. Controlling nanoparticle delivery in magnetic nanoparticle hyperthermia for cancer treatment: Experimental study in agarose gel / M. Salloum, R. H. Ma, D. Weeks, L. Zhu // International Journal of Hyperthermia. — 2008. — Vol. 24, No. 4.

— pp. 337-345. — doi: 10.1080/02656730801907937.

9. Salloum, M. Controlling nanoparticle delivery in hypothermia for cancer treatment: In vitro experimental study / M. Salloum, R. Maa, L. Zhu // ASME International Mechanical Engineering Congress Exposition. — 2007. — Vol. 2. — pp. 71-77. — doi: 10.1115/IMECE2007-43443.

10. Hybrid Nano-GdF3 contrast media allows pre-clinical in vivo element-specific K-edge imaging and quantification / N. Halttunen, F. Lerouge, F. Chaput [h gp.] // Scientific Reports. — 2019. — Vol. 9, No. 1. — pp. 12090. — doi: 10.1038/s41598-019-48641 -z.

11. Ultrafine dispersed CuO nanoparticles and their antibacterial activity / O. Ma-hapatra, M. Bhagat, C. Gopalakrishnan, K. D. Arunachalam // Journal of Experimental Nanoscience. — 2008. — Vol. 3, No. 3. — pp. 185-193. — doi: 10.1080/17458080802395460.

12. Singh, R. Nanoparticle-based targeted drug delivery / R. Singh, J,W Lillard // Experimental and Molecular Pathology. — 2009. — Vol. 86, No. 3. — pp. 215-223. — doi: 10.1016/i.yexmp.2008.12.004.

13. Jang, S. P. Cooling performance of a microchannel heat sink with nanofluids / S. P. Jang, S. U. Choi // Applied Thermal Engineering. — 2006. — Vol. 26, No. 17-18. — pp. 2457-2463. — doi: 10.1016/j.applthermaleng.2006.02.036.

14. Al-, Ga-, Mg-, or Li-doped zinc oxide nanoparticles as electron transport layers for quantum dot light-emitting diodes / A. Alexandrov, M. Zvaigzne, D. Lypenko [h gp.] // Scientific Reports. — 2020. — Vol. 10, No. 1. — pp. 7496. — doi: 10.1038/s41598-020-64263-2.

15. Tribological behavior and lubricating mechanism of cu nanoparticles in oil / J. Zhou, Z. Wu, Z. Zhang [h gp.] // Tribology Letters. — 2000. — Vol. 8, No. 4. — pp. 213-218. — doi: 10.1023/A:1019151721801.

16. Cardenas Contreras, E.M. Experimental analysis of the thermohydraulic performance of graphene and silver nanofluids in automotive cooling system / E. M. Contreras Cardenas, G. A. Oliveira, E. P. Filho Bandarra // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2019. — Vol. 132. — pp. 375-387. — doi: 10.1016/i.iiheatmasstransfer. 2018.12.014.

17. Effects of Arrhenius activation energy in development of covalent bonding in axisymmetric flow of radiative-cross nanofluid / M. Azam, T. Xu, A. Shakoor, M. Khan // International Communication in Heat and Mass Transfer. — 2020. — Vol. 11, No. 3. — pp. 104547. — doi: 10.1016/i.icheatmasstransfer.2020.104547.

18. Сайкин, М. С. Гермитизаторы на основе магнитной наножидкости для валов химических реакторов / М. С. Сайкин // Вестник ИГЭУ. — 2010. — № 4. — с. 44-47.

19. Application of nanoparticles in enhanced oil recovery: A critical review of recent progress / X. Sun, Y. Zhang, G. Chen, Z. Gai // Energies. — 2017. — Vol. 10, No. 3. — pp. 345. — doi: 10.3390/en10030345.

20. 3D printed reactor-in-a-centrifuge (RIAC): Making flow-synthesis of nanoparticles pump-free and cost-effective / D. Andrea Cristaldi [и др.] // Chemical Engineering Journal. — 2021. — Vol. 425. — pp. 130656. — doi: 10.1016/j.cej.2021.130656.

21. Nanoimprinted multifunctional nanoprobes for a homogeneous immunoassay in a top-down fabrication approach / H. Brueckl [и др.] // Scientific Reports. — 2021. — Vol. 11, No. 1. — doi: 10.1038/s41598-021-85524-8.

22. Haynes, C. L. Nanosphere lithography: A versatile nanofabrication tool for studies of size-dependent nanoparticle optics / C. L. Haynes, R. Vann Duyne // Journal of Physical Chemistry B. — 2001. — Vol. 105, No. 24. — pp. 5599-5611. — doi: 10.1021/jp010657m.

23. Nanosphere Lithography: Size-Tunable Silver Nanoparticle and Surface Cluster Arrays / J. C. Hulteen [и др.] // The Journal of Physical Chemistry B. — 1999. — Vol. 103, No. 19. — pp. 3854-3863. — doi: 10.1021/jp9904771.

24. Surface-Enhanced Raman Spectroscopy / P. L. Stiles [и др.] // Annual Review of Analytical Chemistry. — 2008. — Vol. 1, No. 1. — pp. 601-626. — doi: 10.1146/annurev.anchem.1.031207.112814.

25. Wavelength-Scanned Surface-Enhanced Raman Excitation Spectroscopy / A. D. McFarland, M. A. Young, J. A. Dieringer, R. Van Duyne // The Journal of Physical Chemistry B. — 2005. — Vol. 109, No. 22. — pp. 11279-11285. —doi: 10.1021/jp050508u.

26. Nanofluids for enhanced economics and safety of nuclear reactors: an evaluation of potential features, issues, and research gaps / J. Buongiorno, L. -. Hu, S. J. Kim [и др.] // Nuclear Technology. — 2008. — Vol. 162, No. 1. — pp. 80-91. — doi: 10.13182/NT08-A3934.

27. Abdullah, H. Neutronic modelling of nanofluids as a primary coolant in VVER-440 reactor using the Serpent 2 Monte Carlo code / H. Abdullah, A. V. Smirnov, G. V. Tikhomirov // Journal of Physics: Conference Series. — 2019. — Vol. 1189, No. 1. — pp. 012001. — doi: 10.1088/1742-6596/1189/1/012001.

28. Bertocchi, R. Experimental evaluation of a non-isothermal high temperature solar particle receiver / R. Bertocchi, J. Karni, A. Kribus // Energy. — 2004. — Vol.

29. — pp. 687-700. — doi: 10.1016/j.energy.2003.07.001.

29. An experimental investigation of the effect of pH variation of MWCNT-H2O nanofluid on the efficiency of a flat-plate solar collector / T. Yousefi, E. Shojaeiza-deh, F. Veysi, S. Zinadini // Solar Energy. — 2012. — Vol. 86. — pp. 771-779. — doi: 10.1016/j.solener.2011.12.003.

30. Hajian, R. Experimental study of nanofluid effects on the thermal performance with response time of heat pipe / R. Hajian, M. Layeghi, K. Abbaspour Sani // Energy Conversion and Management. — 2012. — Vol. 56. — pp. 63-68. — doi: 10.1016/j.enconman.2011.11.010.

31. An experimental investigation on the effect of Al2O3-H2O nanofluid on the efficiency of a flat-plate solar collector / T. Yousefi, F. Veisy, E. Shojaeizadeh, S. Zinadini // Renewable Energy. — 2012. — Vol. 39, No. 1. — pp. 293-298. — doi: 10.1016/j.renene.2011.08.056.

32. Ajeena, A. M. A comprehensive analysis of nanofluids and their practical applications for flat plate solar collectors: Fundamentals, thermophysical properties, stability, and difficulties / A. M. Ajeena, P. Vig, I. Farkas // Energy Reports. — 2022. — Vol. 8. — pp. 4461-4490. — doi: 10.1016/j.egyr.2022.03.088.

33. Electrical efficiency of the photovoltaic/thermal collectors cooled by nanoflu-ids: Machine learning simulation and optimization by evolutionary algorithm / Y. Can, E. Kamrani, S. Mirzaei, A. Khandakar, B. Vaferi // Energy Reports. — 2022. — Vol. 8. — pp. 24-36. — doi: 10.1016/j.egyr.2021.11.252.

34. Effect of silica nanoparticle size on the stability and thermophysical properties of molten salts based nanofluids for thermal energy storage applications at concentrated solar power plants / U. Nithiyanantham, A. Zaki, Y. Grosu [h gp.] // Journal of Energy Storage. —2022. — Vol. 51. — pp. 104276. — doi: 10.1016/j.est.2022.104276.

35. Experimental investigation for a hybrid aluminum oxide nanofluid-phase change material photovoltaic thermal system based on outdoor test conditions / K. Emara, H. Aliwa, O. E. Abdellatif, H. M. Abd El-hameed // Journal of Energy Storage. — 2022. — Vol. 50. — pp. 104261. — doi: 10.1016/j.est.2022.104261.

36. Kasaeian, A. A review on the applications of nanofluids in solar energy systems / A. Kasaeian, A. T. Eshghi, M. Sameti // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2015. — Vol. 43. — pp. 584-598. — doi: 10.1016/j.rser.2014.11.020.

37. Verma, S. K. Progress of nanofluid application in solar collectors: A review / S. K. Verma, A. K. Tiwari // energy conversion and Management. — 2015. — Vol. 100. — pp. 324-346. — doi: 10.1016/j.enconman.2015.04.071.

38. Applications of nanofluids in solar energy: A review of recent advances / A. H. Elsheikh, S. W. Sharshir, M. E. Mostafa [h gp.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2018. — Vol. 82. — pp. 3483-3502. — doi: 10.1016/j.rser.2017.10.108.

39. Solar energy harvesting using nanofluids-based concentrating solar collector / V. Khullar, H. Tyagi, P. E. Phelan [h gp.] // Journal of Nanotechnology in Engineering and Medicine. — 2012. — Vol. 3, No. 3. — pp. 031003. — doi: 10.1115/1.4007387.

40. Xu, Z. Concentration photovoltaic-thermal energy co-generation system using nanofluids for cooling and heating / Z. Xu, C. Kleinstreuer // Energy Conversion and Management. — 2014. — Vol. 87. — pp. 504-512. — doi: 10.1016/j.encon-man.2014.07.047.

41. On the use of nanofluids in solar energy applications / E. Cuce, P. M. Cuce, T. Guclu, A. B. Besir // Journal of Thermal Science. — 2020. — Vol. 29, No. 3. — pp. 513-534. — doi: 10.1007/s11630-020-1269-3.

42. Recent progress in the use of renewable energy sources to power water desalination plants / M. A. Abdelkareem, M. El Haj Assad, E. T. Sayed, B. Soundan // Desalination. — 2018. — Vol. 435. — pp. 97-113. — doi: 10.1016/j.de-sal.2017.11.018.

43. Elango, T. Performance study on single basin single slope solar still with different water nanofluids / T. Elango, A. Kannan, M. K. Kalidasa // Desalination. — 2015. — Vol. 36. — pp. 45-51. — doi: 10.1016/j.desal.2015.01.004.

44. Graphene-based recyclable photo-absorber for high-efficiency seawater desalination / X. Wang, G. Ou, N. Wang, H. Wu // ACS Applied Materials and Interfaces. — 2016. — Vol. 8, No. 14. — pp. 9194-9199. — doi: 10.1021/acsami.6b02071.

45. Kabbel, A. E. Numerical investigation of modified solar still using nanofluids and external condenser / A. E. Kabbel, Z. M. Omara, F. A. Essa // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. — 2017. — Vol. 75. — pp. 77-86. — doi: 10.1016/j.jtice.2017.01.017.

46. Nanoparticles for water desalination in solar heat exchanger / M. Seyed-nezhad, M. Sheikholeslami, J. A. Ali [h gp.] // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. — 2020. — Vol. 139, No. 3. — pp. 1619-1636. — doi: 10.1007/s10973-019-08634-6.

47. Application of recoverable carbon nanotube nanofluids in solar desalination system: An experimental investigation / W. Chen, C. Zou, X. Li, H. Liang // Desalination. — 2019. — Vol. 451. — pp. 92-101. — doi: 10.1016/j.desal.2017.09.025.

48. Performance improvement of double slope solar still via combinations of low cost materials integrated with glass cooling / K. Elmaadawy, A. W. Kandeal, A. Khalil [h gp.] // Desalination. — 2021. — Vol. 500. — pp. 114856. — doi: 10.1016/j.desal.2020.114856.

49. Evaluation of the nanofluid-assisted desalination through solar stills in the last decade / A. Iqbal, M. S. Mahmoud, E. T. Sayed [h gp.] // Journal of Environmental Management. — 2021. — Vol. 277. — pp. 111415. — doi: 10.1016/j.jen-vman.2020.111415.

50. Solar desalination system with a focal point concentrator using different nanofluids / A. Rafiei, R. LWoni, S. B. Mahadzir [h gp.] // Applied Thermal Engineering. — 2020. — Vol. 174. — pp. 115058. — doi: 10.1016/j.ap-plthermaleng.2020.115058.

51. Novel nanofluid based efficient solar vaporization systems with application in desalination and wastewater treatment / Z. Meng, Z. Li, Y. Li [h gp.] // Energy. — 2022. — Vol. 247. — pp. 123513. — doi: 10.1016/j.energy.2022.123513.

52. Hybrid solar desalination system for generation electricity and freshwater with nanofluid application: Energy, exergy, and environmental aspects / A. Rafiei,

R. Loni, S.B. Mahadzir [и др.] // Sustainable Energy Technologies and Assessments.

— 2022. — Vol. 50. — pp. 101716. — doi: 10.1016/j.seta.2021.101716.

53. Water desalination using solar thermal collectors enhanced by nanofluids / M. Zakaria, A.M. Sharaky, A.-S. Al-Sherbini [и др.] // Chemical Engineering and Technology. — 2022. — Vol. 45, No. 1. — pp. 15-25. — doi: 10.1002/ceat.202100339.

54. Khawaji, A. Advances in seawater desalination technologies / A. Khawaji, I. Kutubkhanah, J. M. Wie // Desalination. — 2008. — Vol. 221. — pp. 47-69. — doi: 10.1016/j.desal.2007.01.067.

55. Direct seawater desalination by ion concentration polarization / S. J. Kim, S. H. Ko, K. H. Kang, J. Han // Nature Nanotechnology. — 2010. — Vol. 5, No. 4. — pp. 297-301. — doi: 10.1038/nnano.2010.34.

56. Dao, V.-D. Recent advances and challenges for solar-driven water evaporation system toward applications / V.-D. Dao, N. H. Vu, S. Yun // Nano Energy. — 2020. — No. 68. — pp. 104324. — doi: 10.1016/j.nanoen.2019.104324.

57. Performance evaluation of a brine-recirculation multistage flash desalination system coupled with nanofluid-based direct absorption solar collector / K. Garg, V. Khullar, S. K. Das, H. Tyagi // Renewable Energy. — 2018. — Vol. 122. — pp. 140-151. — doi: 10.1016/j.renene.2018.01.050.

58. Nanofluids: Science and Technology / S. K. Das, S,U Choi, W. Yu, T. Pra-deep. — 1. — Нью-Йорк : Wiley, 2007. — 397 c. — doi: 10.1002/9780470180693.

59. Saidur, R. A review on applications and challenges of nanofluids / R. Saidur, K. Y. Leong, H. A. Mohammed // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2011. — Vol. 15, No. 3. — pp. 1646-1668. — doi: 10.1016/j.rser.2010.11.035.

60. Wong, K. V. Applications of nanofluids: Current and future / K. V. Wong, L. D. De Leon // Advances in Mechanical Engineering. — 2010. — Vol. 2010. — pp. 519659. — doi: 10.1155/2010/519659.

61. Recent advances on the fundamental physical phenomena behind stability, dynamic motion, thermophysical properties, heat transport, applications, and challenges of nanofluids / Z. Said, L. S. Sundar, A.K. Tiwari [и др.] // Physics Reports.

— 2022. — Vol. 946. — pp. 1-94. — doi: 10.1016/j.physrep.2021.07.002.

62. A review of recent advances in green nanofluids and their application in thermal systems / L. Harish Kumar, S.N. Kazi, H.H. Masjuki, M.N.M. Zubir // Chemical

Engineering Journal. — 2022. — Vol. 429. — pp. 132321. — doi: 10.1016/i.cei.2021.132321.

63. Applicability of controllable nanoparticle radiative properties for spacecraft heat rejection / T. P. Otanicar, R. Smith, L. Dai [h gp.] // Journal of Thermophysics and Heat Transfer. — 2015. — Vol. 29. — pp. 869-874. — doi: 10.2514/1.T4525.

64. Otanicar, T. P. Optical properties of liquids for direct absorption solar thermal energy systems / T. P. Otanicar, P. E. Phelan, J. S. Golden // Solar Energy. — 2009.

— Vol. 83. — pp. 969-977. — doi: 10.1016/i.solener.2008.12.009.

65. Influence of si-nanoparticles on PEDOT: PSS properties for hybrid solar cells / D. Mamedov, C. C. You, S. Z. Karazhanov, E. S. Martein // Materials Today: Proceedings. — 2019. — Vol. 33. — pp. 2517-2519. — doi: 10.1016/i.matpr.2020.04.906.

66. Nanofluid optical property characterization: towards efficient direct absorption solar collectors / R. A. Taylor, P. E. Phelan, T. P. Otanicar [h gp.] // Nanoscale Research Letters. — 2011. — Vol. 6, No. 1. — pp. 225. — doi: 10.1186/1556-276X-6-225.

67. Lee, S. H. Extinction coefficient of aqueous nanofluids containing multi-walled carbon nanotubes / S. H. Lee, S. P. Jang // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2013. — Vol. 67. — pp. 930-935. — doi: 10.1016/i.iiheatmas-stransfer.2013.08.094.

68. Kameya, Y. Enhancement of solar radiation absorption using nanoparticle suspension / Y. Kameya, K. Hanamura // Solar Energy. — 2011. — Vol. 85, No. 2.

— pp. 299-307. — doi: 10.1016/i.solener.2010.11.021.

69. Characterization of thermal radiative properties of nanofluids for selective absorption of solar radiation / Q. Zhu, Y. Cui, L. Mu, L. Tang // International Journal of Thermophysics. — 2013. — Vol. 34, No. 12. — pp. 2307-2321. — doi: 10.1007/s10765-012-1208-y.

70. Enhanced optical properties and light-to-heat conversion performance of Ti3C2/[BMIM]BF4 nanofluids based direct absorption solar collector / J. Guo, F. Wang, S. Li [h gp.] // Solar Energy Materials and Solar Cells. — 2022. — Vol. 237.

— pp. 111558. — doi: 10.1016/i.solmat.2021.111558.

71. Optical characterization of oxidized carbon nanohorns nanofluids for direct solar energy absorption application / A. Gimeno-Furio, L. Hernandez, L Barison [h gp.] // Solar Energy. — 2019. — Vol. 191. — pp. 323-331. — doi: 10.1016/j.solener.2019.09.012.

72. Said, Z. Optical properties of metal oxides based nanofluids / Z. Said, R. Sai-dur, N. Rahim // International Communications in Heat and Mass Transfer. — 2014.

— Vol. 59. — pp. 46-54. — doi: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2014.10.010.

73. Optical absorption measurements of oxide nanoparticles for application as nanofluid in direct absorption solar power systems - Part I: Water-based nanofluids behavior / M. Milanese, G. Colangelo, A. Creti [h gp.] // Solar Energy Materials and Solar Cells. — 2016. — Vol. 147. — pp. 315-320. — doi: 10.1016/j.sol-mat.2015.12.027.

74. Graphite/diamond ethylene glycol-nanofluids for solar energy applications / E. Sani, N. Papi, L. Mercatelli, G. Zyla // Renewable Energy. — 2018. — Vol. 126.

— pp. 692-698. — doi: 10.1016/j.renene.2018.03.078.

75. Evaluating the optical properties of TiO2 nanofluid for a direct absorption solar collector / Z. Said., M. H. Sajid, R. Saidur, G. A. Mahdiraji, N. A. Rahim // Numerical Heat Transfer; Part A: Applications. — 2015. — Vol. 67, No. 9. — pp. 1-18. — doi: 10.1080/10407782.2014.955344.

76. Complementary optical absorption and enhanced solar thermal conversion of CuO-ATO nanofluids / N. Chen, H. Ma, Y. Li [h gp.] // Solar Energy Material & Solar cells. — 2017. — Vol. 162. — pp. 83-92. — doi: 10.1016/j.sol-mat.2016.12.049.

77. Graphene nanofluids containing core-shell nanoparticles with plasmon resonance effect enhanced solar energy absorption / D. Fan, Q. Li, W. Chen, J. Zeng // Solar Energy. — 2017. — Vol. 158. — pp. 1-8. — doi: 10.1016/j.solener.2017.09.031.

78. Solar absorption characteristics of SiO2@Au core-shell composite nanorods for the direct absorption solar collector / C. Sun, Y. Zou, C. Qin [h gp.] // Renewable Energy. — 2022. — Vol. 189. — pp. 402-411. — doi: 10.1016/j.renene.2022.03.045.

79. Lees, S.-H. Efficiency of a volumetric receiver using aqueous suspensions of multi-walled carbon nanotubes for absorbing solar thermal energy / S.-H. Lee, S. P. Jang // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2013. — Vol. 80. — pp. 58-71. — doi: 10.1016/i.iiheatmasstransfer.2014.08.091.

80. Chen, W. Application of large-scale prepared MWCNTs nanofluids in solar energy system as volumetric solar absorber / W. Chen, C. Zou, X. Li // Solar Energy Materials and Solar Cells. — 2019. — Vol. 200. — pp. 109931. — doi: 10.1016/i.solmat.2019.109931.

81. Xuan, Y. Enhancement of solar energy absorption using a plasmonic nanofluid based on TiO2/Ag composite nanoparticles / Y. Xuan, H. Duan, Q. Li // RSC Advances. — 2014. — Vol. 4. — pp. 16206-16213. — doi: 10.1039/C4RA00630E.

82. Hota, S. Activated carbon dispersion as absorber for solar water evaporation: A parametric analysis / S. Hota, G. Diaz // Solar Energy. — 2019. — Vol. 184. — pp. 40-51. — doi: 10.1016/i.solener.2019.03.080.

83. Methods for the determination of nanofluid optical properties / H. M. E. Rabbi, A. Z. Sahin, B. S. Yilbas, A. Al-Sharafi // International Journal of Thermophysics. — 2021. — Vol. 29, No. 3. — pp. 9. — doi: 10.1007/s10765-020-02762-0.

84. Gorji, T. B. A review on optical properties and application of nanofluids in direct absorption solar collectors (DASCs) / T. B. Gorji, A. A. Ranjbar // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2017. — Vol. 72. — pp. 10-32. — doi: 10.1016/i.rser.2017.01.015.

85. Saiid, M. Nanofluids as solar spectrum splitters: A critical review / M. Saiid, Y. Bicer // Solar Energy. — 2020. — Vol. 207. — pp. 974-1001. — doi: 10.1016/i.solener.2020.07.009.

86. Optical properties of various nanofluids used in solar collector: A review / S. H. A. Ahmad, R. Saidur, I. M. Mahbubul, F. A. Al-Sulaiman // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2017. — Vol. 73. — pp. 1014-1030. — doi: 10.1016/i.rser.2017.01.173.

87. Jing, D. Optical properties of nanofluids considering particle size distribution: Experimental and theoretical investigations / D. Jing, D. Song // Renewable and

Sustainable Energy Reviews. — 2017. — Vol. 78. — pp. 452-465. — doi: 10.1016/i.rser.2017.04.084.

88. Prediction of hydrodynamic and optical properties of TiO2/water suspension considering particle size distribution / D. Song, M. Hatami, Y. Wang [и др.] // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2016. — Vol. 92. — pp. 864-876. — doi: 10.1016/i.ijheatmasstransfer.2015.08.101.

89. Bird, R. Terrestrial solar spectral data sets / R. Bird, R. Hulstrom, L. Lewis // Solar Energy. — 1983. — Vol. 30. — pp. 563-573. — doi: 10.1016/0038-092X(83)90068-3.

90. Gueymard, C. A. Proposed reference irradiance spectra for solar energy systems testing / C. A. Gueymard, D. Myers, K. Emery // Solar Energy. — 2002. — Vol. 73. — pp. 443-467. — doi: 10.1016/S0038-092X(03)00005-7.

91. Gueymard, C. A. The sun's total and spectral irradiance for solar energy applications and solar radiation models / C. A. Gueymard // Solar Energy. — 2004. — Vol. 76. — pp. 423-453. — doi: 10.1016/i.solener.2003.08.039.

92. State-of-the-art review on water-based nanofluids for low temperature solar thermal collector application / F. Rubbi, L. Das, K. Habib [и др.] // Solar Energy Materials and Solar Cells. — 2021. — Vol. 230, No.. 4. — pp. 111220. — doi: 10.1016/i.solmat.2021.111220.

93. Synthesis, heat transport mechanisms and thermophysical properties of nanofluid: A critical overview / M. Awais, A. A. Bhuiyan, S. Salehin [и др.] // International Journal of Thermofluids. — 2021. — Vol. 10, No. 4. — pp. 100086. — doi: 10.1016/i.iift.2021.100086.

94. Thermal conductivity measurements of nanofluids / M. I. Pryazhnikov, A. V. Minakov, V. Ya. Rudyak, D. V. Guzei // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2017. — Vol. 104. — pp. 1275-1282. — doi: 10.1016/i.iiheatmasstrans-fer.2016.09.080.

95. Измерение коэффициента теплопроводности наножидкостей методом нагреваемой нити / А. В. Минаков, В. Я. Рудяк, Д. В. Гузей, М. И. Пряжников, А. С. Лобасов // Инженерно-физический журнал. — 2015. — Т. 88, № 1. — С. 148-160.

96. Рудяк, В. Я. Феноменологическая формула для коэффициента теплопроводности наножидкостей на основе воды // Коллоидный журнал. — 2016. — Т. 78, № 4. — С. 484-4S9. — doi: 10.7S6S/S0023291216040157.

97. Thermophysical performance of graphene based aqueous nanofluids / Y. Wang, H. A. I. Al-Saaidi, M. Kong, J. L. Alvarado // International Journal of Heat and Mass Transfer. —201S. — Vol. 119. — pp. 40S-417. — doi: 10.1016/i.iiheat-masstransfer.2017.11.019.

9S. Ahmadi, M. Heat transfer measurement in water based nanofluids / M. Ah-madi, G. Willing // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 201S. — Vol. 11S. — pp. 40-47. — doi: 10.1016/i.iiheatmasstransfer.2017. 10.090.

99. Nanofluid-based direct absorption solar collector / T. P. Otanicar, P. E. Phelan, R. S. Prasher [и др.] // Journal of Renewable and Sustainable Energy. — 2010.

— Vol. 2. — pp. 33102-1 - 331021-3. — doi: 10.1063/1.3429737.

100. Characteristics of the direct absorption solar collectors based on reduced gra-phene oxide nanofluids in solar steam evaporation / Z. Hong, J. Pei, Y. Wang [и др.] // Energy Conversion and Management. — 2019. — Vol. 199. — pp. 973-979. — doi: 10.1016/i.enconman.2019.112019.

101. Thermo-optical properties of copper oxide nanofluids for direct absorption of solar radiation / M. Karami, M. A. Akhavan-Behabadi, D. M. Raisee, S. Delfani // Solar Energy Materials and Solar Cells. — 2016. — Vol. 144. — pp. 136-142. — doi: 10.1016/i.solmat.2015.0S.01S.

102. Lukas, M. Eulerian-Eulerian model for photothermal energy conversion in nanofluids / M. Lukas, P. Kosinski, B. V. Balakin // AIP Conference Proceedings.

— 2019. — Vol. 2116. — pp. 030011. — doi: 10.1063/1.5113995.

103. Review on aqueous graphene nanoplatelet nanofluids: Preparation, stability, thermophysical properties, and applications in heat exchangers and solar thermal collectors / T. Huq, H. C. Ong, B. T. Chew, K. Y. Leong, S. N. Kazi // Applied Thermal Engineering. — 2022. — Vol. 210. — pp. 11S342. — doi: 10.1016/i.ap-plthermaleng.2022.11S342.

104. Karami, M. Effect of design and operating parameters on thermal performance of low-temperature direct absorption solar collectors: a review / M. Karami, M. Bo-zorgi, S. Delfani // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. — 2021. — Vol. 146, No. 3. — pp. 993-1013. — doi: 10.1007/s10973-020-10043-z.

105. Recent advances on nanofluids for low to medium temperature solar collectors: energy, exergy, economic analysis and environmental impact / Z. Said, A. A. Hachicha, S. Aberoumand [и др.] // Progress in Energy and Combustion Sceince.

— 2021. — Vol. 84. — pp. 100898. — doi: 10.1016/j.pecs.2020.100898.

106. Borode, A. A review of solar collectors using carbon-based nanofluids / A. Borode, N. Ahmed, P. Olubambi // Journal of Cleaner Production. — 2019. — Vol. 241. — pp. 118311. — doi: 10.1016/j.jclepro.2019.118311.

107. Rasih, R. A. Recent progress on concentrating direct absorption solar collector using nanofluids: A review / R. A. Rasih, N. A. C. Sidic, S. Samion // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. — 2019. — Vol. 137, No. 3. — pp. 903-922. — doi: 10.1007/s10973-018-7964-6.

108. Direct absorption solar collector with magnetic nanofluid: CFD model and parametric analysis / B. V. Balakin, O. V. Zhdaneev, A. Kosinska, K. V. Kutsenko // Renewable Energy. — 2019. — Vol. 136. — pp. 23-32. — doi: 10.1016/j.renene.2018.12.095.

109. Energy analysis using carbon and metallic oxides-based nanomaterials inside a solar collector / S. Liu, H. Afan, M. Aldlemy [и др.] // Energy Reports. — 2020.

— Vol. 6. — pp. 1373-1381. — doi: 10.1016/j.egyr.2020.05.015.

110. Experimental study of photothermal conversion using gold/water and MWCNT/water nanofluids / C. Beicker, M. Amjad, F. E. Bandarra, D. Wen // Solar Energy Materials and Solar Cells. — 2018. — Vol. 188. — pp. 51-65. — doi: 10.1016/j.solmat.2018.08.013.

111. Solar energy systems - Potential of nanofluids / A. Wahab, A. Hassan, M.A. Qasim [и др.] // Journal of Molecular liquids. — 2019. — Vol. 289, No. 2. — pp. 111049. — doi: 10.1016/j.molliq.2019.111049.

112. Volumetric solar heating of nanofluids for direct vapor generation / G. Ni, N. Miljkovic, H. Ghasemi [и др.] // Nano Energy. — 2015. — Vol. 17. — pp. 290-301.

— doi: 10.1016/j.nanoen.2015.08.021.

113. Bohn, M. S. Experiments and analysis on the molten salt direct absorption receiver concept / M. S. Bohn, K. Y. Wang // Journal of Solar Engineering. — 1988.

— Vol. 110, No. 1. — pp. 45-51. — doi: 10.1115/1.3268236.

114. Thirugnanasambandam, M. A review of solar thermal technologies / M. Thirugnanasambandam, S. Iniyan, R. Goic // Renewable and Sustainable Energy Review. — 2010. — Vol. 14, No. 1. — pp. 312-322. — doi: 10.1016/j.rser.2009.07.014.

115. Tian, Y. A review of solar collectors and thermal energy storage in solar thermal applications / Y. Tian, C. Y. Zhao // Applied Energy. — 2013. — Vol. 104. — pp. 538-553. — doi: 10.1016/j.apenergy.2012.11.051.

116. Bogaerts, W. F. Materials for photothermal solar energy conversion / W. F. Bogaerts, C. M. Lampert // Journal of Materials Science. — 1983. — Vol. 18. — pp. 2847-2875. — doi: 10.1007/BF00700767.

117. Zhang, Q.-C. Recent progress in high-temperature solar selective coatings / Q.-C. Zhang // Solar Energy Materials and Solar Cells. — 2000. — Vol. 62, No. 1.

— pp. 63-74. — doi: 10.1016/S0927-0248(99)00136-1.

118. Mills, D. Advances in solar thermal electricity technology / D. Mills // Solar Energy. — 2004. — Vol. 76, No. 1-3. — pp. 19-31. — doi: 10.1016/S0038-092X(03)00102-6.

119. Дмитриев, А.С. Преобразование солнечного излучения в пар - новые возможности на основе наноматериалов (обзор) / А. С. Дмитриев, А. В. Клименко // Теплоэнергетика. — 2020. — № 2. — С. 3-19. — doi: 10.1134/S0040363620020010.

120. Solar vapor generation enabled by nanoparticles / O. Neumann, A. S. Urban, J. Day [и др.] // ACS Nano. — 2013. — Vol. 7. — pp. 42-49. — doi: 10.1021/nn304948h.

121. Nanoparticle-mediated, light-induced phase separation / O. Neumann, A. D., Neumann, E. Silva [и др.] // Nano Letters. — 2015. — Vol. 15, No. 12. — pp. 78807885/ — doi: 10.1021/acs.nanolett.5b02804.

122. Compact solar autoclave based on steam generation using broadband light-harvesting nanoparticles / O. Neumann, C. Feronti, A. D. Neumann [и др.] // ACS

Nano. — 2013. — Vol. 110. — pp. 11677-11681. — doi: 10.1073/pnas.1310131110.

123. Steam generation in a nanoparticle-based solar receiver / H. Jin, G. Lin, L. Bai [h gp.] // Nano energy. — 2016. — Vol. 28. — pp. 397-406. — doi: 10.1016/i.nanoen.2016.08.011.

124. Direct vapor generation through localized solar heating via carbon-nanotube nanofluid / X. Wang, Y. He, G. Cheng [h gp.] // Energy Conversion and Management. — 2016. — Vol. 130. — pp. 176-183. — doi: 10.1016/i.encon-man.2016.10.049.

125. Volumetric solar heating and steam generation via gold nanofluids / M. Am-jad, G. Raza, Y. Xin [h gp.] // Applied Energy. — 2017. — Vol. 206. — pp. 393400. — doi: 10.1016/i.apenergy.2017.08.144.

126. Plasmons in strongly coupled metallic nanostructures / N. J. Halas, S. Lai, W.-

5. Chang, S. Link, P. Nordlander // Chemical Reviews. — 2011. — Vol. 111, No.

6. — pp. 3913-3961. — doi: 10.1021/cr200061k.

127. Polman, A. Solar steam nanobubbles / A. Polman // ACS Nano. — 2013. — Vol. 1. — pp. 15-18. — doi: 10.1021/nn305869y.

128. Synchronous steam generation and heat collection in a broadband Ag@TiO2 core-shell nanoparticle-based receiver / H. Li, Y. He, Z. Liu [h gp.] // Applied Thermal Engineering. — 2017. — Vol. 121. — pp. 617-627. — doi: 10.1016/i.ap-plthermaleng.2017.04.102.

129. Recyclable Fe3O4@CNT nanoparticles for high-efficiency solar vapor generation / L. Shi, Y. He, Y. Huang, B. Jiang // Energy Conversion and Management. — 2017. — Vol. 149. — pp. 401-408. — doi: 10.1016/i.enconman.2017.07.044.

130. Recyclable photo-thermal conversion and purification systems via Fe3O4@TiO2 nanoparticles / L. Shi, Y. He, X. Wang, Y. Hu // Energy Conversion and Management. — 2018. — Vol. 171. — pp. 272-278. — doi: 10.1016/i.encon-man.2018.05.106.

131. Photothermal boiling in aqueous nanofluids / E. T. Ulset, P. Kosinski, Y. Zabednova [h gp.] // Nano Energy. — 2018. — Vol. 50. — pp. 339-346. — doi: 10.1016/i.nanoen.2018.05.050.

132. Ulset, E. T. Solar steam in an aqueous carbon black nanofluid / E. T. Ulset, P. Kosinski, B. V. Balakin // Applied Thermal Engineering. — 2018. — Vol. 137. — pp. 62-65. — doi: 10.1016/i.applthermaleng.2018.03.038.

133. Дмитриев, А. С. Теплофизические проблемы наноэнергетики. Часть 1 // Теплоэнергетика. — 2010. — № 12. — С. 13-22.

134. Дмитриев, А. С. Теплофизические проблемы наноэнергетики. Часть 2 // Теплоэнергетика. — 2011. — № 4. — С. 29-36.

135. Дмитриев, А. С. Методы преобразования низкопотенциального тепла на базе нанотехнологий / А. С. Дмитриев // Труды шестой российской национальной конференции по теплообмену. — Москва : Издательский дом МЭИ, 2014.

— С. 1308-1309.

136. Goel, N. A review of nanofluid-based direct absorption solar collectors: Design considerations and experiments with hybrid PV/Thermal and direct steam generation collectors / N. Goel, R. A. Taylor, T. Otanicar // Renewable Energy. — 2020.

— Vol. 145. — pp. 903-913. — doi: 10.1016/i.renene.2019.06.097.

137. Nanoscale thermal transport / D. G. Cahill, W. K. Ford, K. E. Goodson [и др.] // Journal of Applied Physics. — 2003. — Vol. 93, No. 2. — pp. 793-818. — doi: 10.1063/1.1524305.

138. Critical heat flux around strongly heated nanoparticles / S. Merabia, P. Keblin-ski, L. Joly, L. J. Lewis, J.-L. Barrat // Physical Review E. — 2009. — Vol. 79. — pp. 021404. — doi: 10.1103/PhysRevE.79.021404.

139. Bubble generation in micro-volumes of "nanofluids" / L. Vasiliev, E. Hleb, A. Shnip, D. Lapotko // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2009.

— Vol. 52. — pp. 1534-1539. — doi: 10.1016/i.iiheatmasstransfer.2008.08.009.

140. Vapor generation in a nanoparticle liquid suspension using a focused, continuous laser / R. A. Taylor, P. E. Phelan, T. Otanicar [и др.] // Applied Physics Letters.

— 2009. — No. 95, Vol. 16. — pp. 161907. — doi: 10.1063/1.3250174.

141. Plasmonic nanobubbles as transient vapor nanobubbles generated around plasmonic nanoparticles / E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini [и др.] // ACS Nano. — 2010. — Vol. 4, No. 4. — pp. 2109-2123. — doi: 10.1021/nn1000222.

142. Explosive formation and dynamics of vapor nanobubbles around a continuously heated gold nanosphere / L. Hou, M. Yorulmax, N. R. Verhart, M. Orrit // New

journal of Physics. — 2015. — Vol. 17. — pp. 013050. — doi: 10.1088/13672630/17/1/013050.

143. Femtosecond-laser-induced nanocavitation in water: Implications for optical breakdown threshold and cell surgery / A. Vogel, N. Linz, S. Freidank, G. Paltauf // Physical Review Letters. — 2008. — Vol. 2008, No. 3. — pp. 038102. — doi: 10.1103/PhysRevLett.100.038102.

144. Plasmonic bubbles in n-alkanes / M. E. Zaytsev, G. Lajoinie, Y. Wang [и др.] // Journal of Physical Chemistry C. — 2018. — Vol. 122. — pp. 28375-28381. — doi: 10.1021/acs.jpcc.8b09617.

145. Thermodynamics of nanosecond nanobubble formation at laser-excited metal nanoparticles / A. Siems, S,A Weber, J. Boneberg, A. Plesh // New Journal of Physics. — 2011. — Vol. 13. — pp. 043018. — doi: 10.1088/1367-2630/13/4/043018.

146. Lombard, J. Kinetics of nanobubble generation around overheated nanoparticles / J. Lombard, T. Biben, S. Merabia // Physical Review Letters. — 2014. — Vol. 112. — pp. 105701. — doi: 10.1103/PhysRevLett. 112.105701.

147. Дмитриев, А. С. Об испарении жидкости из капель коллоидных растворов наночастиц SiO2 и Fe2O3 / А. С. Дмитриев, П. Г. Макаров // Коллоидный журнал. — 2015. — Т. 77, № 2. — С. 144-151. — doi: 10.7868/S0023291215020068.

148. Babenko, D. D. Optical methods for droplets evaporation on graphene nano-composite surfaces / D. D. Babenko, A. S. Dmitriev // Journal of Physics: Conference Series. — 2019. — Vol. 1421, No. 1. — pp. 012063. — doi: 10.1088/17426596/1421/1/012063.

149. Giant and explosive plasmonic bubbles by delayed nucleation / Y. Wang, M. E. Zaytsev, G. Lajoinie [и др.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2018. — Vol. 115, No. 30. — pp. 7676-7681. — doi: 10.1073/pnas.1805912115.

150. Vapor and gas-bubble growth dynamic around laser-irradiated, water-immersed plasmonic nanoparticles / Y. Wang, M. Zaytsev, H. L. The [и др.] // ACS Nano. — 2017. — Vol. 11. — pp. 2045-2051. — doi: 10.1021/acsnano.6b08229.

151. Evolution of light-induced vapor generation at a liquid-immersed metallic na-noparticle / Z. Fang, Y.-R. Zhen, O. Neumann [и др.] // Nano Letters. — 2013. — Vol. 13. — pp. 1736-1742. — doi: 10.1021/nl4003238.

152. Characterization of light-induced, volumetric steam generation in nanofluids / R. A. Taylor, P. E. Phelan, R. J. Adrian [и др.] // International Journal of Thermal Science. — 2012. — Vol. 56. — pp. 1-11. — doi: 10.1016/i.ijther-malsci.2012.01.012.

153. Dietzel, M. On vapor bubble formation around heated nanoparticles in liquids / M. Dietzel, D. Poulikakos // International journal of Heat and Mass Transfer. — 2007. — Vol. 50. — pp. 2246-2259. — doi: 10.1016/i.ijheatmasstrans-fer.2006.10.035.

154. Dietzel, M. Laser-induced motion in nanoparticle suspension droplets on a surface / M. Dietzel, D. Poulikakos // Physics of Fluids. — 2005. — Vol. 17. — pp. 102106. — doi: 10.1063/1.2098587.

155. Long, M. E. Thermal lens technique: A new method of absorption spectroscopy / M. E. Long, R. L. Swofford, A. C. Albrecht // Science. — 1976. — Vol. 191, No. 4223. — pp. 183-184. — doi: 10.1126/science.1246605.

156. Скрипов, В.П. Взрывное вскипание жидкостей и флуктуационное заро-дышеообразование / В. П. Скрипов, П. А. Павлов // Теплофизика высоких температур. — 1970. — Т. 8, № 4. — C. 833-839.

157. A simple-model for the evolution of the characteristics of aggregate particles undergoing coagulation and sintering / F. E. Kruis, K. A. Kusters, S. E. Pratsinis, B. Scarlett // Aerosol Science and Technology. — 1993. —Vol. 19, No. 4. — pp. 514526. — doi: 10.1080/02786829308959656.

158. Mikic, B. B. On bubble growth rates / B. B. Mikic, W. M. Rohsenow, P. Griffith // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 1970. — Vol. 13. — pp. 657-665. — doi: 10.1016/0017-9310(70)90040-2.

159. Scriven, L. E. On the dynamics of phase growth // Chemical Engineering Science. — 1959. — Vol. 10, No. 1-2. — pp. 1-13. — doi: 10.1016/0009-2509(59)80019-1.

160. Donne, M. D. Growth of vapor bubbles in superheated sodium / M. D. Donne, M. P. Ferranti // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 1975. — Vol. 18, No. 4. — pp. 477-493. — doi: 10.1016/0017-9310(75)90289-6.

161. Lee, H. S. Spherical vapor bubble growth in uniformly superheated liquids / H. S. Lee, H. Merte // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 1996. — Vol. 39, No. 12. — pp. 2427-2447. — doi: 10.1016/0017-9310(95)00342-8.

162. Michaelides, E. E. Particles, bubbles and drops: Their motion, heat and mass transfer / E. E. Michaelides. — 1. — Сингапур : World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2006. — 411 c. — doi: 10.1142/9789812774316 fmatter.

163. Multiphase flows with droplets and particles / C. T. Crowe, J. D. Schwarzkopf, M. Sommerfeld, Y. Tsuji. — 2. — Лондон : CRC Press, 2011. — 487 c.

164. Борен, К. Поглощение и рассеяние света малыми частицами / К. Борен, Д. Хавмен ; [перевод с английского З. И. Фейзулиной, А. Г. Виноградовой, Л.А. Апресяна]. - Москва : Мир, 1986. - 664 с. : ил.

165. Palik, E. D. Handbook of optical constants of solids / E. D. Palik. — 1. — San Diego : Elsevier Inc., 2012. — 804 c. — doi: 10.1016/C2009-0-20920-2.

166. Hale, G. M. Optical constants of water in the 200-nm to 200-цт wavelength region / G. M. Hale, M. R. Querry // Applied Optics. — 1973. — Vol. 12. — pp. 555-563. — doi: 10.1364/AO.12.000555.

167. Дмитриев, А. С. О новом механизме теплопереноса в наножидкостях с учетом длинноволновых флуктуаций / А. С. Дмитриев // Труды шестой российской национальной конференции по теплообмену. — Москва : Издательский дом МЭИ, 2014. — С. 1308-1309.

168. Visse, J. On Hamaker constants: A comparison between Hamaker constants and Lifshitz-van der Waals constants // Advances in Colloid and Interface Science. — 1972. — Vol. 2, No. 4. —pp. 331-363. — doi: 10.1016/0001-8686(72)85001-2.

169. OSRAM HALOLINE PRO 400 W 230 V R7S / OSRAM // OSRAM Digital Systems : [сайт]. — URL: https://www.osram.ru/ecat/HALOLINE%20PRQ-HALOLINE-

%D0%93%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%BD %D 1 %8B%D0%B5%20%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D 1 %8B-

%D0%9B%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D1%8B-Digital%20Sys-tems/ru/ru/GPS01 1027717/ZMP 83732/ (дата обращения: 11.05.2022).

170. Solar-driven desalination using nanoparticles / D. M. Kuzmenkov, P. G. Struchalin, A. V. Olkhovskii, V. S. Yunin, K. V. Kutsenko, B. V. Balakin // Energies. — 2022. — Vol. 14, No. 18. — pp. 5743. — doi: 10.3390/en14185743.

171. Манометры и принадлежности // CAMOZZI Automation : [сайт]. — URL: https://www.camozzi.ru/images/pdf2015/series m043.pdf (дата обращения: 11.05.2022).

172. Измеритель температуры CENTER 309 // ПРИСТ : [сайт]. — URL: https://prist.ru/catalog/izmeriteli temperatury/center 309/#inner-tab 1 (дата обращения: 11.05.2022).

173. Flow sensor mps flow 100, G1/4 // aquacomputer : [сайт]. — URL: https://shop.aquacomputer.de/product info.php?products id=2898&language=en (дата обращения: 11.05.2022).

174. LS122 IR Power Meter // Linshang Technology : [сайт]. — URL: https://www.linshangtech.com/product/LS122_EN.html (дата обращения: 11.05.2022).

175. Nocedal, J. Numerical Optimization / J. Nocedal, S. J. Wright. — 1. — New York : Springer, 1999. — 636 c. — doi: 10.1007/b98874.

176. Applications of nanofluids containing carbon nanotubes in solar energy systems: A review / M. Ghalandari, A. Maleki, A. Haghighi [и др.] // Journal of Molecular Liquids. — 2020. — Vol. 313. — pp. 113476. — doi: 10.1016/i.mol-liq.2020.113476.

177. Mill — Мелкозернистый прочный графит // ЗАО Технографит : [сайт]. — URL: http ://www. techno graphite. ru/products. html (дата обращения: 13.05.2022).

178. Планетарная мельница PULVERISETTE 5 // Fritsch : [сайт]. — URL: https://www.fritsch.com.ru/podgotovka-prob/izmelchenie/planetarnye-melnicy/de-tali/produkty/pulverisette-5-premium-line/technical-details/ (дата обращения: 13.05.2022).

179. Лазерный прибор для измерения размера частиц ANALYSETTE 22 NeXT Nano // Fritsch : [сайт]. — URL: https://www.fritsch.com.ru/izmerenie-

razmera-chastic/staticheskoe-rasseianie-sveta/detali/produkty/lazernyi-pribor-dlia-izmerenija-razmera-chastic-analysette-22-next-nano/ (дата обращения: 13.05.2022).

180. JSM-6610 Series Scanning Electron Microscope // JEOL : [сайт]. — URL: https://www.ieol.co.ip/en/products/detail/JSM-6610series.html (дата обращения: 13.05.2022).

181. New measuring system of multipurpose Cherenkov water detector NEVOD / S. S. Khokhlov, M. B. Amelchakov, V. V. Ashikhmin [и др.] // Astrophysics and Space Sciences Transactions. — 2011. — Vol. 7. — pp. 271-273. — doi: 10.5194/astra-7-271 -2011.

182. Ультразвуковая ванна ГРАД 13-35 // ПРОТЕХ : [сайт]. — URL: https://www.protehnology.ru/ultrazvukovaya-vanna-grad-13-35 (дата обращения: 13.05.2022).

183. Аналитические весы Sartorius CPA324S-0CE // SARTORIUS : [сайт]. — URL: https://www.sartogosm.ru/analiticheskie vesy sartorius cpa324s.html (дата обращения: 13.05.2022).

184. Ультразвуковой диспергатор, гомогенизатор, дегазатор мэф93. 1 // МЭЛ-ФИЗ-ультразвук, ООО : [сайт]. — URL: https://melfiz-uz.fis.ru/product/10827632-ultrazvukovoi-dispergator-gomogenizator-degazator-mef93-1 (дата обращения: 16.05.2022).

185. Balakin, B. V. Magnetic enhancement of photothermal heating in ferrofluids / B. V. Balakin, K. V. Kutsenko // Journal of Physics. — 2018. — Vol. 1133. — pp. 12011. — doi: 10.1088/1742-6596/1133/1/012011.

186. Ahmed, F. Solar powered desalination - Technology, energy and future outlook / F. Ahmed, R. Hashaikeh, N. Hibal // Desalination. — 2019. — Vol. 453. — pp. 54-76. — doi: 10.1016/i.desal.2018.12.002.

187. Panagopoulos, A. Water-energy nexus: Desalination technologies and renewable energy sources // Environmental Science and Pollution Research. — 2021. — Vol. 28. — pp. 21009-21022. — doi: 10.1007/s11356-021-13332-8.

188. The state of desalination and brine production: A global outlook / E. Jones, M. Qadir, M. van Vliet, V. Smakhtin, S. M. Kang // Science of the Total Environment. — 2019. — Vol. 657. — pp. 1343-1356. — doi: 10.1016/i.sci-totenv.2018.12.076.

189. Desalination and environment: A critical analysis of impacts, mitigation strategies, and greener desalination technologies / I. Ihsanullah,M. Atieh, M. Saiid, M. Nazal // Science of the Total Environment. — 2021. — Vol. 780. — pp. 146585. — doi: 10.1016/i.scitotenv.2021.146585.

190. Многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ) ДЕАЛТОМ // DEALTOM углеродные наноматериалы : [сайт]. — URL: http: //dealtom. ru/content/production (дата обращения: 17.05.2022).

191. Дистиллированная вода // OILRIGHT : [сайт]. — URL: http://www.oil-right.ru/?page=catalogitem&item=138 (дата обращения: 17.05.2022).

192. Соль Мертвого Моря, натуральная, чистая, 500 гр // DR. SEA DEAD SEA PRODUCTS : [сайт]. — URL: https://doctor-sea.ru/catalog/goods/293/1696/ (дата обращения: 17.05.2022).

193. ГСССД 77-84. Таблицы стандартных справочных данных. Морская вода. Шкала практичной солености 1978 г. — Введ. впервые 1984 - 12 - 12. Москва: Издательство стандартов, 1978.

194. Sharqawy, M. Thermophysical properties of seawater: A review of existing correlations and data / M. Sharqawy, V. J. Lienhard, S. Zubair // Desalination and Water Treatment. — 2010. — Vol. 16, no. 1-3. — pp. 354-380. —doi: 10.5004/dwt.2010.1079.

195. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы: СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. — Взамен СанПиН 2.1.4.559-96; введ. — 2001 - 09 - 26. Москва: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2002. — 103 с.

196. ГОСТ Р 58144-2018. Вода дистиллированная. Технические условия. — Введ. впервые 2018 - 05 - 29. — Переизд. Июль 2020 г. — Москва: Стандар-тинформ, 2020. — 16 с.

197. SP Lite2 Pyranometer // KIPP & ZONEN : [сайт]. — URL: https://www.kippzonen.com/Product/9/SP-Lite2-Pyranometer#.YoZxgVTP0uU (дата обращения: 19.05.2022).

198. Cary 100 UV-Visible Spectrophotometer from Agilent Technologies // Bio-compare : [сайт]. — URL: https://www.biocompare.com/22960-Spectrophotome-ters-Single-Beam/1826986-Cary-100-UVVisible-Spectrophotometer/ (дата обращения: 19.05.2022).

199. FoamStop Neutral, 125 // Karcher : [сайт]. — URL: https://www.kaercher.com/int/home-garden/cleaning-and-care-agents/home-gar-den/vacuum-cleaner-with-water-filter-steam-vacuum-cleaner/foamstop/foamstop-neutral-62958730.html (дата обращения: 20.05.2022).

200. Ультразвуковые ванны Сапфир // СОЛТЕК. Научно-техническая компания : [сайт]. — URL: https://stc-soltec.ru/oborudovanie/ultrazvukovye-vanny/ul-trazvukovye-vanny-sapfir/ (дата обращения: 20.05.2022).

201. Zetasizer Nano Range // Malvern Panalytical : [сайт]. — URL: https://www.malvernpanalytical.com/en/support/product-support/zetasizer-range/zetasizer-nano-range (дата обращения: 20.05.2022).

202. Effect of ZrO2 nanoparticles on the interfacial behavior of surfactant solution at air-water and n-heptane-water interfaces / P. Esmaeilzadeh, N. Hosseinpour, A. Bahramian, Z. Fakhroueian, S. Arya // Fluid Phase Equilibria. — 2014. — Vol. 361. — pp. 289-295. — doi: 10.1016/i.fluid.2013.11.014.

203. Photothermal boiling in aqueous nanofluids / E. T. Ulset, P. Kosinski, Y. Zabednova [и др.] // Nano Energy. — 2018. — Vol. 50. — pp. 339-346. — doi: 10.1016/i.nanoen.2018.05.050.

204. Mechanism of unconfined dust explosions: turbulent clustering and radiation-induced ignition / M. Liberman, N. Kleeorin, I. Rogachevskii, N. E. L. Haugen // Physical Review E. — 2017. — Vol. 95. — pp. 051101. — doi: 10.1103/PhysRevE.95.051101.

205. Wagner, W. The IAPWS formulation 1995 for the thermodynamic properties of ordinary water substance for general and scientific use / W. Wagner, A. PruB // Journal of Physical and Chemical Reference Data. — 2002. — Vol. 31, no. 2. — pp. 387-535. — doi: 10.1063/1.1461829.

206. Plasmonic bubble nucleation and growth in water: effect of dissolved air / X. Li, Y. Wang, M. E. Zautsev [h gp.] // Journal of Physical Chemistry. — 2019. — Vol. 123, no. 38. — pp. 23586-23593. — doi: 10.1021/acs.jpcc.9b05374.

207. Express determination of thickness and dielectric function of single-walled carbon nanotube films / G. A. Ermolaev, A. P. Tsapenko, V. S. Volkov [h gp.] // Applied Physics Letters. — 2020. — Vol. 116, no. 23. — pp. 231103. — doi: 10.1063/5.0012933.

Приложение А

Результаты измерения плотности теплового потока от галогеновой

лампы

Таблица А.1 - Тепловой поток без отражателей, а = 0°

а = 0° /, Вт/м2

1, м 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Р 0° 263 328 420 553 764 1150 1755 3097 8596 14900

15° 199 242 304 401 528 755 1165 1900 5640 12980

30° 131 158 199 263 349 486 743 1176 2405 8230

45° 37,6 43,3 53,1 68,1 88,8 151 212 410 810 2260

60° 5,5 6,2 6,9 8,0 9,3 12,0 15,1 17,4 18,6 1,7

75° 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1 2,6 2,2 1,7 0,8

Таблица А.2 - Тепловой поток без отражателей, а = 30°

а = 30° /, Вт/м2

1, м 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Р 0° 193 232 291 384 536 797 1395 2550 6420 13800

15° 150 181 230 300 412 589 816 1735 3830 11380

30° 80,3 97,7 123 159 213 305 477 853 1770 6425

45° 8,4 10,2 12,0 15,6 20,5 78,4 146 256 597 2200

60° 3,5 3,5 3,5 4,0 5,0 6,2 8,0 11,0 11,5 1,3

75° 3,1 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,7 4,0 2,6 0,8

Таблица А.3 - Тепловой поток без отражателей, а = 45°

а = 45° /, Вт/м2

1, м 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Р 0° 76,3 93,7 120 160 240 395 731 1918 5067 12305

15° 60,5 68,7 84,7 122 173 265 471 987 2790 10580

30° 33,3 39,2 51,0 68,7 99,5 151 263 556 1355 5957

45° 4,0 4,9 6,6 9,2 13,8 23,5 92,8 134 501 2133

60° 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 3,3 3,8 6,7 5,9 0,8

75° 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1 3,2 3,5 3,8 3,5 1,3

Таблица А.4 - Тепловой поток без отражателей, а = 60°

а = 60° /, Вт/м2

1, м 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Р 0° 76,3 93,7 120 160 240 395 731 1918 5067 12305

15° 60,5 68,7 84,7 122 173 265 471 987 2790 10580

30° 33,3 39,2 51,0 68,7 99,5 151 263 556 1355 5957

45° 4,0 4,9 6,6 9,2 13,8 23,5 92,8 134 501 2133

60° 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 3,3 3,8 6,7 5,9 0,8

75° 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1 3,2 3,5 3,8 3,5 1,3

Таблица А.5 - Тепловой поток с отражателями, а = 0°

а = 0° /, Вт/м2

1, м 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Р 0° 389 439 520 640 820 1140 1720 3260 6120 17380

15° - 400 443 547 631 820 920 2080 4340 12900

30° - 283 311 371 401 486 650 1075 1965 -

45° - 165 186 196 242 287 340 573 880 -

60° - 133 150 167 160 160 152 150 113 -

75° - 109 129 143 147 153 157 160 123 -

Таблица А. 6 - Тепловой поток с отражателями, а = 30°

а = 30° /, Вт/м2

1, м 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Р 0° - 331 380 454 573 750 1195 2220 6060 15590

15° - 294 331 377 440 537 685 1490 3790 12780

30° - 233 260 301 320 353 461 875 1780 -

45° - 147 163 174 215 254 298 452 817 -

60° - 133 147 156 160 155 150 150 115 -

75° - 110 128 141 150 155 157 157 134 -

Таблица А.7 - Тепловой поток с отражателями, а = 45°

а = 45° /, Вт/м2

1, м 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Р 0° - 217 245 275 305 432 692 1302 5520 13420

15° - 212 235 263 298 387 516 977 3162 12220

30° - 191 215 230 230 255 348 586 1420 -

45° - 131 155 173 190 207 240 352 755 -

60° - 128 141 152 152 154 155 132 109 -

75° - 114 126 140 145 150 155 155 128 -

Таблица А.8 - Тепловой поток с отражателями, а = 60°

а = 60° /, Вт/м2

1, м 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Р 0° - 140 145 140 123 112 103 128 1265 -

15° - 151 148 141 137 130 113 105 1094 -

30° - 135 140 146 140 130 115 120 833 -

45° - 126 138 140 147 142 124 143 516 -

60° - 113 128 144 151 153 151 147 126 -

75° - 105 122 136 147 153 157 155 136 -

Приложение Б

Валидация модели для расчета скорости и эффективности парообразования по экспериментальным данным из работ [125, 128, 130]

150 Время [с]

Рисунок Б.1 - Зависимость массы конденсата от времени при постоянном тепловом потоке 280 кВт/м2 для различных концентраций золотых наночастиц. Сравнение расчетов по модели (подраздел 3.3.1) с экспериментальными данными из работы [125]

Таблица Б.1 - Результаты сравнительного анализа точности модели по экспериментальным данным из [125]

Характеристика / концентрация частиц [масс. %] 0,040 0,032 0,024 0,016 0,008 Сумм.

Стандартное отклонение, г 0,15 0,18 0,41 0,27 0,41 -

Максимальное отклонение, г 0,22 0,23 0,47 0,32 0,50 -

Среднее относительное отклонения, % 0,9 1,5 4,1 2,5 5,9 3,1

Максимальное относительное отклонение, % 1,4 1,7 5,6 2,9 8,7 8,7

100 200 300

Концентрация частиц [масс, ррт]

В

Рисунок Б.2 - Зависимость испаренной массы на единицу поверхности

испарения от времени при тепловом потоке 5 кВт/м2 для различных концентраций частиц (А) и при концентрации частиц 200 масс. ррт для различных тепловых поток (Б), а также зависимость эффективности парообразования (формула (1.43)) от концентрации частиц (В). Сравнение расчетов по модели (подраздел 3.3.1) с экспериментальными данными из

работы [128]

Таблица Б.2 - Результаты сравнительного анализа точности модели по экспериментальным данным из [128]

Характеристика / серия экспериментов А Б Сум

Концентрация, масс. ррт / Тепловой поток, кВт/м2 25 50 100 150 200 400 1 3 5 7 10

Стандартное отклонение (х100), кг/м2 4,7 3,0 2,9 2,6 2,1 2,0 1,4 2,3 1,8 2,9 1,4 -

Максимальное отклонение (х100), кг/м2 6,8 5,7 6,1 3,6 3,3 3,0 3,6 3,9 4,4 6,2 3,8 -

Среднее относительное отклонения, % 3.5 1.6 1.1 1.4 0.9 0.7 3,0 1,8 0,8 0,7 0,2 1.6

Максимальное относительное отклонение, % 5.2 2.3 1.9 2.1 1.5 0.9 8,6 3,5 1,5 1,3 0,6 8,6

1500 2000 Время [мин]

Рисунок Б.3 - Зависимость изменения массы суспензии от времени при концентрации наночастиц оксида железа Fe3O4 с покрытием из оксида титана TiO2 0,1 г/л для различных тепловых потоков. Сравнение результатов расчетов по модели (подраздел 3.3.1) с экспериментальными данными из

работы [130]

Таблица Б. 3 - Результаты сравнительного анализа точности модели по экспериментальным данным из [130]

Характеристика / тепловой поток [кВт/м2] 1 5 8 10 Сумм.

Стандартное отклонение, мг 14 11 19 55 -

Максимальное отклонение, мг 21 18 31 92 -

Среднее относительное отклонения, % 6,72 2,91 2,50 4,75 4,43

Максимальное относительное отклонение, % 11 7,1 5,1 8,3 11