Теплообмен и развитие кризисных явлений при плёночных течениях криогенной жидкости в условиях нестационарного тепловыделения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат физико-математических наук Суртаев, Антон Сергеевич

• Суртаев, Антон Сергеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Суртаев, Антон Сергеевич

Список принятых обозначений.

Введение.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИЗУЧЕНИЮ

ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА И КРИЗИСНЫХ ЯВЛЕНИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗАКОНАХ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ И ПРИ ПЛЁНОЧНЫХ ТЕЧЕНИЯХ

ЖИДКОСТИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Кризис теплоотдачи и развитие процессов теплообмена при нестационарном тепловыделении в условиях свободной конвекции.

1.1.1. Развитие процессов теплообмена.

1.1.2. Вскипание метастабилъной жидкости.

1.1.3. Динамика развития кризиса теплоотдачи.

1.1.4. Модели для расчёта критической плотности теплового потока при нестационарном тепловыделении.

1.2. Плёночные течения жидкости в адиабатических и неадиабатических условиях.

1.2.1. Динамика стекающих волновых плёнок жидкости.

1.2.2. Теплообмен в стекающих плёнках жидкости при стационарном тепловыделении.

1.2.3. Развитие кризисных явлений при плёночных течениях жидкости.

1.3. Автоволновые процессы при кипении.

1.4. Выводы, постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА И КРИЗИСНЫХ ЯВЛЕНИЙ В СТЕКАЮЩИХ

ПЛЁНКАХ ЖИДКОСТИ.

2.1. Экспериментальная установка.

2.2. Экспериментальный участок.

2.3. Методика измерений и проведения опытов.

2.4. Оценка погрешности измерений.

ГЛАВА 3. ТЕПЛООБМЕН И КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ

СТАЦИОНАРНОМ ЗАКОНЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ.

ГЛАВА 4. РАЗВИТИЕ КРИЗИСНЫХ ЯВЛЕНИЙ, ДИНАМИКА РАСПАДА

ПЛЁНОЧНОГО ТЕЧЕНИЯ ПРИ СТУПЕНЧАТОМ ЗАКОНЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ КРИЗИСНЫХ ЯВЛЕНИЙ ПРИ НЕРАВНОМЕРНОМ ОРОШЕНИИ.

4.1. Развитие кризисных явлений в стекающих плёнках жидкости при ступенчатом подводе тепла.

4.2. Время ожидания вскипания.

4.3. Исследование динамики распространения самоподдерживающихся фронтов испарения.

4.4. Особенности развития кризисных явлений при неравномерном орошении.

4.5. Динамика повторного смачивания перегретой поверхности стекающей плёнкой жидкости.

ГЛАВА 5. РАЗВИТИЕ КРИЗИСНЫХ ЯВЛЕНИЙ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОМ ЗАКОНЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теплообмен и развитие кризисных явлений при плёночных течениях криогенной жидкости в условиях нестационарного тепловыделения»

Актуальность работы. Пленочные течения жидкости широко используются в различных технологических процессах для- интенсификации тепломассопереноса. Режимы испарения и кипения в, тонких пленках жидкости обеспечивают при малых расходах жидкости и низких температурных напорах высокую интенсивность теплообмена. Компактные испарители с пленочным течением жидкости находят применение в дистилляционных (в том числе криогенных) установках, системах охлаждения и термостабилизации (в том числе, в космических приложениях), в крупномасштабных аппаратах по ожижению природного газа, в пищевой промышленности и т.д. Пленочные течения также реализуются в снарядных и кольцевых режимах течения двухфазных потоков в канальных теплообменных системах. Использование пленочных теплообменников с управляемой нестационарной тепловой нагрузкой перспективно для1-разработки малоинерционных испарителей - дозаторов подготовки смесей заданных объема и состава, малогабаритных быстродействующих выпарных', аппаратов, систем бесконтактного отбора микрообъемов жидкости" в измерительном оборудовании для диагностики состава различных сред.

Известно, что области высокоэффективного теплообмена при испарении и кипении в стекающих плёнках жидкости ограничены по тепловому потоку развитием кризиса. При достижении критического теплового потока жидкость отделяется частично или полностью от теплоотдающей поверхности, что сопровождается резким снижением интенсивности теплообмена и соответствующим ростом температуры поверхности, приводящим к разрушению тепловыделяющего элемента.

В настоящее время известно несколько механизмов, приводящих к возникновению на нагревательной поверхности сухих пятен в гравитационно-стекающих плёнках жидкости при стационарном законе тепловыделения. Во-первых, это — разрыв нагреваемой пленки под действием термокапиллярных сил или так называемого эффекта Марангони в условиях недогретой до температуры насыщения жидкости. Во-вторых, кризисные явления с образованием устойчивых сухих пятен могут наступать в результате локального утончения в остаточном слое волновой плёнки жидкости при испарении. В-третьих, ухудшение теплоотдачи связано с оттеснением плёночного потока от тепловыделяющей поверхности паровой прослойкой и развитием кризиса кипения.

Развитие кризисных явлений в существенной мере зависит от целого ряда факторов (режимные параметры течения, длина тепловыделяющей поверхности, физические свойства исследуемой жидкости, недогрев жидкости относительно температуры насыщения и т.д.). Одним из важнейших факторов является нестационарность тепловыделения, в значительной степени определяющая развитие процесса теплообмена перед кризисом и достижение максимальных значений плотности теплового потока. Тепловая нестационарность является общей особенностью работы целого ряда теплообменных аппаратов и систем термостабилизации. Известно, например, что величины предельных (критических) тепловых потоков при вскипании жидкости в условиях ступенчатого тепловыделения в большом объеме жидкости существенно ниже соответствующих значений/ при стационарной тепловой нагрузке.

Вопросы, связанные с развитием теплообмена и кризисных явлений при кипении в условиях свободной конвекции при резком увеличении тепловой нагрузки, в настоящий момент исследованы всесторонне. В то же время, исследования возникновения сухих пятен при испарении, развития кризиса при кипении в стекающих плёнках жидкости в современных справочных изданиях по теплообмену ограничены условиями стационарного тепловыделения. Закономерности процессов теплообмена и развития кризисных явлений в стекающих плёнках криогенной жидкости при различных граничных условиях на тепловыделяющей поверхности (Тн -const, qH - const) в условиях стационарного тепловыделения исследованы

10 недостаточно. Динамика' и параметры распада плёночных течений при развитии испарения и вскипания жидкости в условиях нестационарного тепловыделения остаются не изученными.

Целью работы является:

1. Получение новых опытных данных по локальной теплоотдаче, критическим тепловым потокам в режимах испарения и кипения в стекающих плёнках жидкого азота при стационарном законе тепловыделения.

2. Исследование динамики развития теплообмена и кризисных явлений при плёночных течениях жидкости в условиях ступенчатого и периодического импульсного законов тепловыделения в широких диапазонах изменения определяющих параметров.

Научная новизна;

• Показано влияние плотности теплового потока на теплоотдачу при испарении в стекающих ламинарно-волновых плёнках азота при стационарном тепловыделении при граничном условии qH - const. Анализ экспериментальных результатов показал, что опытные данные по безразмерному коэффициенту теплоотдачи в режиме интенсивного испарения не могут быть описаны в рамках существующих полуэмпирических зависимостей, полученных для высокотемпературных жидкостей.

• Впервые получены экспериментальные данные по динамике развития теплообмена и распада жидкости в стекающих плёнках при нестационарном тепловыделении. Обнаружено, что при ступенчатом законе тепловыделения в области малых чисел Рейнольдса кризис осушения в режиме подавления вскипания происходит в результате полного локального испарения жидкости в остаточном слое между гребнями крупных волн с последующим расширением сухих пятен. С И увеличением числа Рейнольдса кризис осушения наступает в результате вырождения метастабильных регулярных структур. Впервые показано, что в области высоких тепловых нагрузок кризис теплообмена в стекающих плёнках жидкости определяется динамикой распространения: высокоскоростных самоподдерживающихся фронтов испарения; Показано, что в области малых тепловых нагрузок опытные данные по времени ожидания вскипания увеличиваются с уменьшением числа Рейнольдса и для описания опытных данных необходимо учитывать испарение со свободной поверхности и вклад конвективной составляющей теплообмена. В области высоких амплитуд тепловой нагрузки экспериментальные данные по времени ожидания вскипания совпадают для различных чисел Рейнольдса и описываются расчётом для режима нестационарной теплопроводности при достижении на тепловыделяющей поверхности температуры предельного перегрева.

Обнаружено- что при заданной неравномерности степени орошения по ширине теплоотдающей поверхности происходит последовательная смена механизмов распада пленочного течения от режима развития сухого пятна к режиму самоподдерживающихся фронтов- испарения^ характеризующемуся более чем на порядок: высокими скоростями-распространения границ.

Впервые показано, что в процессе повторного! смачивания перегретой поверхности стекающей плёнкой жидкости средняя скорость перемещения- границ кипящих струй значительно превышает среднюю скорость движения/ границ испаряющейся плёнки. Время полного коллапса сухих пятен определяется минимальной скоростью, т.е. скоростью перемещения границ испаряющейся плёнки в межструйных зонах двухмерного фронта смачивания.

Показано, что в условиях периодического тепловыделения при больших длительностях импульсов - критические значения тепловой нагрузки, соответствующие возникновению устойчивых сухих пятен, , приближаются« ■ 12 к аналогичным значениям для стационарного тепловыделения. Критические значения амплитуды импульсов, соответствующие полному осушению, определяются процессом вытеснения регулярных струй жидкости с развитым пузырьковым- кипением и согласуются с результатами расчёта для равновесной плотности теплового потока.

Достоверность полученных результатов обеспечивается проведением специальных тестовых и калибровочных экспериментов с применением прецизионных датчиков и современной вторичной измерительной аппаратуры, оценкой величин погрешности- измерений. Надёжность опытных данных подтверждается повторяемостью результатов опытов, сопоставлением полученных экспериментальных, данных с данными математического моделирования.

Практическая ценность. Результаты исследований важны при разработке теплообменников - испарителей периодического действия, управляемых быстродействующих испарителей - дозаторов, отборников состава в измерительной технике, а также при лазерной обработке материалов с использованием пленочного охлаждения для создания модифицированных^ поверхностей. Практические рекомендации, полученные при проведении данных исследований, необходимы для определения безопасных и устойчивых режимов работы систем термостабилизации и устройств с пульсациями тепловой мощности при плёночном охлаждении тепловыделяющих поверхностей.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на XXVIII и XXIX Сибирских теплофизических семинарах (Новосибирск, 2005, 2010); Международных научных студенческих конференциях «Студент и научно технический прогресс» (Новосибирск, 2005-2009); Всероссийской научной

13 студенческой конференции ВНКСФ-12 (Новосибирск, 2006); XV Школе-семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (Рыбинск, 2005); 4-ой и 5-ой Российских национальных конференциях по теплообмену (Москва, 2006, 2010); Всероссийских конференциях молодых учёных «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики» (Новосибирск, 2006, 2007), Международном научном конгрессе «ГЕО-Сибирь-2007» (Новосибирск, 2007); XVI Школе-семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (Санкт-Петербург, 2007); Пятой Балтийской конференции по теплообмену (5th ВНТС) (Санкт-Петербург, 2007); Всероссийской школе - семинаре молодых учёных «Физика неравновесных процессов в энергетике и наноиндустрии» (Новосибирск, 2007); The Fifth International Conference on Transport Phenomena In Multiphase Systems «HEAT 2008» (Bialystok, Poland, 2008); The Third International Topical Team Workshop on Two-Phase Systems for Ground and Space Applications (Brussels, Belgium, 2008); The Fourth International Symposium on Non-Equilibrium Processes, Plasma, Combustion and Atmospheric Phenomena «NEPCAP' 2009» (Sochi, Russia, 2009); Российских симпозиумах "Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах (Новый Афон, Абхазия, 2007, 2009); The 7th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics «HEFAT 2010» (Antalya, Turkey, 2010); The 14th International Heat Transfer Conference «1НТС-14» (Washington, USA, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 33 работы, в том числе 8 в реферируемых журналах, из которых 5 в перечне ВАК.

Личный вклад автора. Данная работа выполнена в 2003 — 2010 гг. в лаборатории низкотемпературной теплофизики (зав. лаб., чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н. А. Н. Павленко) Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО

14

РАН. Постановка задач исследований осуществлена диссертантом совместно с научным руководителем А. Н. Павленко. Разработка программного обеспечения для автоматизации экспериментального исследования, разработка и изготовление рабочих участков, проведение экспериментов, обработка, анализ и обобщение экспериментальных данных были выполнены автором самостоятельно, либо при его непосредственном участии.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю чл.-корр. РАН А. Н. Павленко за анализ и обсуждение результатов, ведущему электронику Р. М. Салаватову и слесарю МСР П. И. Анофрикову за своевременную и высококвалифицированную помощь при подготовке экспериментальных участков, автоматизации экспериментального стенда и проведении экспериментов.

Заключение диссертации по теме «Теплофизика и теоретическая теплотехника», Суртаев, Антон Сергеевич

Основные результаты работы опубликованы в следующих реферируемых журналах:

1. Павленко А.Н., Мацех A.M., Печёркин В.В., Кнеер Р., Лель В.В., Суртаев А.С. Теплообмен и кризисные явления при интенсивном испарении в стекающих волновых плёнках жидкости // Теплофизика и Аэромеханика. - 2006. - Т.13, №1. - С. 93-105. (из перечня ВАК)

2. Павленко А.Н., Стародубцева И.П., Суртаев А.С. Особенности эволюции сухих пятен на тепловыделяющих поверхностях при пленочном течении жидкостей // Теплофизика и Аэромеханика. -2007. - Т. 14, №4. - С. 535-544. (из перечня ВАК)

3. Павленко А.Н., Суртаев А.С., Мацех A.M. Переходные процессы в стекающих пленках жидкости при нестационарном тепловыделении // ТВТ. - 2007. - Т.45, №6. - С. 905-916. (из перечня ВАК)

4. Pavlenko A.N., Surtaev A.S. Breakdown of a Falling Wave Liquid Film during Nonstationary Heat Release // Heat Transfer Research. - 2008. -Vol.39, Issue 6. - P. 509-517.

5. Pavlenko A.N., Surtaev A.S., Chernyavskiy A. N., Volodin O.A. Liquid Decay and Metastable Regular Structures in the Falling Films at Nonstationary Heat Release // Heat Transfer Research. - 2009. - Vol. 40, Issue 1,-P. 17-29.

6. A.N. Pavlenko, V.P. Koverda, V.N. Skokov, A.V. Reshetnikov, A.V. Vinogradov and A.S. Surtaev Dynamics- of Transition Processes and Structure Formation in Critical Heat-Mass Transfer Regimes During Liquid Boiling and Cavitation // Journal of Engineering Thermophysics. - 2009. - Vol. 18, № 1. - P. 20-38. (из перечня ВАК)

7. Суртаев А.С., Павленко А.Н. Кризисные явления в стекающих плёнках жидкости при периодически изменяющейся тепловой нагрузке // Теплофизика и Аэромеханика. - 2009. - Т. 16, №3. -С. 485-496. (из перечня ВАК)

8. Surtaev A.S., Pavlenko A.N. Development of Crisis Phenomena in Falling Wavy Liquid Films at Nonstationary Heat Release // Microgravity Science and Technology. - 2010. - Vol.22, Issue 2. - P. 215-221.

Результаты исследований опубликованы в следующих трудах и сборниках ' тезисов отечественных и зарубежных конференций:

1. Суртаев A.C. Экспериментальное исследование теплообмена при испарении в стекающих по вертикальной поверхности нагрева волновых плёнках жидкого азота // Сборник тезисов XLIII Международной научной студенческой конференции «Студент и научно технический прогресс» Физика. Новосибирск. — 2005. — С. 36.

2. Павленко А.Н., Мацех A.M., Печёркин В.В., Кнеер Р., Лель В.В., Суртаев A.C. Исследование динамики течения и теплообмена при интенсивном испарении в стекающих волновых плёнках жидкости // Сборник тезисов XXVIII Сибирского теплофизического семинара. Новосибирск. - 2005. - С. 171-172.

3. Павленко А.Н., Мацех A.M., Печёркин В.В., Кнеер Р., Лель В.В., Суртаев A.C. Исследование динамики течения и теплообмена при интенсивном испарении в стекающих волновых плёнках жидкости // Труды XXVIII Сибирского теплофизического семинара. Новосибирск. - 2005. - Доклад №90.

4. Павленко А.Н., Суртаев A.C., Мацех A.M. Локальный теплообмен и переходные процессы при различных законах тепловыделения в, стекающих волновых пленках жидкости // Труды 4-ой Российской национальной конференции по теплообмену. Москва. — 2006. — Т.1. -С. 175-178.

5. Суртаев A.C. Исследование локального теплообмена и кризисных явлений в стекающих плёнках жидкости при' нестационарном тепловыделении // Материалы Всероссийской научной студенческой конференции ВНКСФ-12. Новосибирск. - 2006. - С. 331-332:

6. Суртаев A.C. Переходные процессы и кризисные явления в стекающих плёнках азота при ступенчатом тепловыделении // Сборник тезисов IX Всероссийской школы-конференции молодых ученых "Актуальные- вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики". Новосибирск. —2006. - С. 113-114.

7. Суртаев A.C. Динамика развития кризисных явлений при нестационарном тепловыделении в стекающих плёнках жидкого азота // Сборник тезисов XLIV Международной научной студенческой конференции «Студент и научно технический прогресс» Физика. Новосибирск. - 2006: - С. 48.

8. Павленко А.Н., Суртаев A.C. Распад стекающей плёнки при вскипании жидкости в условиях нестационарного тепловыделения // Сборник тезисов IV Российского совещания «Метастабильные состояния и флуктуационные явления». Екатеринбург. — 2007. — С. 20.

9. Павленко А.Н., Суртаев А.С., Чернявский А.Н., Володин О.А. Исследование быстропротекающих процессов тепломассопереноса при термостабилизации стекающей плёнкой жидкости в условиях нестационарной тепловой нагрузки // Труды Международного научного конгресса «ГЕО-СИБИРЬ-2007». Новосибирск. — 2007. -Т.5.-С. 168-172.

10. Чернявский А.Н., Суртаев А.С. Расчёт времени ожидания вскипания в стекающих плёнках жидкого азота при нестационарном тепловыделении // Сборник тезисов XLV Международной научной студенческой конференции «Студент и научно технический прогресс». Новосибирск. - 2007. - С. 85.

11. Суртаев А.С., Чернявский А.Н. Распад стекающей волновой плёнки жидкости при нестационарном тепловыделении // Труды XVI Школы-семинара молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. Санкт-Петербург. -2007. -Т.1. — С. 125-129.

12. A. Pavlenko, A. Surtaev, A. Chernyavski, О. Volodin Liquid Decay and Metastable Regular Structures in the Falling Films at Nonstationary Heat Release // Proc. of Intern. Baltic Heat Transfer Conf. «Advances in Heat Transfer» (keynote lecture). Saint-Petersburg. Russia. - 2007. - Vol.1. -P: 23-33.

13. Суртаев A.C., Володин О.А. Распад плёночного течения криогенной жидкости при нестационарных тепловых нагрузках высокой интенсивности // Сборник тезисов Всероссийской школы-семинара молодых ученых "Физика неравновесных процессов в энергетике и наноиндустрии". Новосибирск. - 2007. - С. 123-124.

14. Чернявский А.Н., Суртаев А.С. Расчёт времени ожидания вскипания в стекающих плёнках жидкого- азота при ступенчатом законе тепловыделения // Сборник тезисов Всероссийской школы-семинара молодых ученых "Физика неравновесных процессов в энергетике и наноиндустрии". Новосибирск. -2007. - С. 125-126.

15. A.N. Pavlenko, A.S. Surtaev, О.А. Volodin, A.N. Chernyavskiy Development of Heat Transfer and Crisis Phenomena in Falling Wavy Liquid Films at Nonstationary Heat Release // Proc. of Fifth International Conference on Transport Phenomena In Multiphase Systems «HEAT 2008». Bialystok. Poland. - 2008. - Vol.2. - P. 131-138.

16. A.N. Pavlenko, A.S. Surtaev Development of crisis phenomena in falling wavy liquids films at nonstationary heat release // Abstract of'the Third Int. Topical Team Workshop on Two-Phase Systems for Ground and Space Applications. Brussels. Belgium. - 2008. - P. 72.

17. Павленко А.Н., Суртаев А.С. Динамика распада стекающих волновых плёнок жидкости при нестационарном тепловыделении // Сборник тезисов 7-го Российского симпозиума "Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах. Новый Афон. Абхазия. - 2009. - С. 12.

18. A.N. Pavlenko, A.S. Surtaev Decay of the Falling Wavy Liquid Films at Nonstationary Heat Release // Proc. of Fourth International Symposium on Non-Equilibrium Processes, Plasma, Combustion and Atmospheric Phenomena «NEPCAP 2009». Sochi. Russia. - 2009. - P. 110-116.

19. Павленко A.H., Суртаев A.C., Цой A.H., Пятков А.С. Распад стекающих волновых плёнок жидкости при нестационарном тепловыделении // Труды 5-ой Российской национальной конференции по теплообмену. - 2010. - Т.4. - С. 131-134.

20. Стародубцева И.П., Павленко А.Н., Суртаев А.С. Динамика повторного смачивания перегретой поверхности стекающей плёнкой жидкости // Труды 5-ой Российской национальной конференции по теплообмену. - 2010. - Т.4. - С. 169-172.

21. Павленко А.Н., Суртаев А.С., Цой А.Н. Вскипание и развитие кризисных явлений в стекающих плёнках при нестационарном тепловыделении // Сборник тезисов XXIX Сибирского теплофизического семинара. Новосибирск. - 2010. - С. 155-156.

22. Павленко А.Н., Суртаев А.С., Цой А.Н. Вскипание и развитие кризисных явлений в стекающих плёнках при нестационарном тепловыделении // Труды XXIX Сибирского теплофизического семинара. Новосибирск. - 2010. - Доклад №33.

23. Pavlenko A.N., Surtaev A.S., Pyatkov A.S., Chernyavskiy A.N., Starodubtseva I.P:, Tsoi A.N. Transitional Processes and Crisis Phenomena in Falling Wavy Liquid Films at Boiling and Evaporation under Nonstationary Heat Release // Proc. of the 7th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics HEFAT 2010. Antalya. Turkey. - 2010. - P. 1109-1114.

24. Pavlenko A.N., Surtaev A.S., Pyatkov A.S., Chernyavskiy A.N., Starodubtseva I.P., Tsoi A.N. Decay of the Falling Wavy Liquids Films at Nonstationary Heat Release // Abstract of 14th International Heat Transfer Conference «1НТС-14». Washington. USA. - 2010. - 2p.

25. Pavlenko A.N., Surtaev A.S., Pyatkov A.S., Chernyavskiy A.N., Starodubtseva I.P., Tsoi A.N. Decay of the Falling Wavy Liquids Films at Nonstationary Heat Release // Proc. of the 14th International Heat Transfer Conference «1НТС-14». Washington.US A. - 2010. - 8p.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Суртаев, Антон Сергеевич, 2010 год

1. Авксентюк Б.П., Овчинников В.В. О динамике парообразования в воде // Сибирский физ.-техн. журн. 1992. - № 1. - С. 3-9.

2. Авксентюк Б.П., Овчинников В.В. Модель фронта испарения // ТВТ. — 1996. -Т. 34, №5. -С. 806-809.

3. Авксентюк Б.П., Овчинников В.В. Третий кризис теплоотдачи при ступенчатом теплоподводе // ПМТФ. 2001. - Т. 42, № 5. - С. 143-151.

4. Алексеенко C.B., Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г. Волновое течение пленок жидкости. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. - 1992. - 256 с.

5. Алексеенко C.B., Назаров А.Д., Павленко А.Н., Серов А.Ф., Чехович В.Ю. Течение пленки криогенной жидкости по вертикальной поверхности // Теплофизика и аэромеханика. 1997. - Т. 4, № 3. - С. 307-318.

6. Альтов В.А, Зенкевич В.Б., Кремлёв М.Г., Сычёв В.В. Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем. М.: Издательский дом МЭИ. - 2008. -461 с.

7. Андреев В.К., Деев В.И., Савин А.Н. Исследование перехода к пленочному кипению гелия при ступенчатом набросе тепловой нагрузки // Инж.-физ. журн. 1985. - Т. 48, № 4. - С. 551-554.

8. Афанасьев С.Ю., Жуков С.А., Ечмаев С.Б. Исследование теплообмена при недогретом пузырьковом кипении в условиях стабилизации температуры проволочного нагревателя. Часть 2 // ТВТ. 1996. - Т.34. - С. 712-719.

9. Афанасьев С.Ю., Жуков С.А. Условия инициирования пузырькового режима кипения в пленочный // Кипение и конденсация: международный сборник научных трудов. Рига: Рижский Технический Университет, Кафедра теплоэнергетики. - 1997. - С. 48-58.

10. Байдаков В.Г. Перегрев криогенных жидкостей — Екатеринбург: УрО РАН. — 1995.-264 с.

11. Беляев Н.М., Рядно A.A. Методы нестационарной теплопроводности. М.: Высшая школа. - 1978. - 328 с.

12. Боришанский В.М., Фокин Б.С. Ухудшение температурного режима при внезапном увеличении тепловой нагрузки поверхности нагрева, расположенной в большом объеме жидкости // Тр. ЦКТИ, Ленинград. 1965. -Т. 58.-С. 58-63.

13. Боришанский В.М., Фокин Б.С. Возникновение кризиса теплоотдачи при нестационарном наращивании теплового потока // Тр. ЦКТИ, Ленинград. -1967.-Т. 78.-С. 31-62.

14. Буевич Ю.А., Мансуров В.В., Наталуха И.А. Автоколебательные процессы на тепловыделяющих поверхностях и третий кризис кипения // ТВТ. 1987. -Т.25.-С. 1161-1168.

15. Веркин Б.И., Кириченко Ю.А., Русанов К.В. Теплообмен при кипении криогенных жидкостей. Киев: Наукова думка. - 1987. - 262 с.

16. Вишнев И. П., Елухин Н. К., Мазаев В. В. Теплоотдача при кипении жидкого кислорода, стекающей пленкой // Труды МЭИ. 1968. - №2. — С. 3-13.

17. Воронцов Е. Г. Температуропроводность стекающих пленок // ТОХТ. 1999. - Том. 33, №2. - С. 117-127.

18. Габараев Б.А., Ковалев С.А., Молочников Ю.С. и др. Повторное смачивание и автоволновая смена режимов кипения // ТВТ. 2001. - Т. 39, № 2. - С. 322— 334.

19. Гогонин И.И., Дорохов А.Р. К обобщению опытных данных по критическим тепловым потокам в стекающих пленках жидкости // Известия Сибирского Отделения Академии Наук СССР. Сер. технических наук. 1980. - Вып. 2., №8.-С. 100-103.

20. Гогонин И.И. Теплообмен при кипении жидкости в пленке, движущейся под действием силы тяжести // ИФЖ. 2010. - № 4. - С. 821-826.

21. Гимбутис Г. Теплообмен при гравитационном течении пленки жидкости. — Вильнюс: Мокслас. 1988. - 232 с.

22. Григорьев В. А., Дудкевич А. С. Кипение криогенных жидкостей в тонкой пленке // Теплоэнергетика. 1970. - № 2. - С. 54-57.

23. Григорьев В. А., Павлов Ю. М., Аметистов Е. В. Кипение криогенных жидкостей. М.: Энергия. - 1977. - 288 с.

24. Деев В. И., Куценко К. В., Лаврухин А. А. и др. Методика расчёта ; динамических характеристик кризиса кипения воды при быстром нагреве теплоотдающей стенки // Инженерная физика. 2006. - № 4. - С. 32-37

25. Капица П.Л. Волновое течение тонких слоев вязкой жидкости // ЖЭТФ. — 1948.-Т. 18, вып. Г.-С. 3-28.

26. Кириченко Ю.А., Козлов С.М., Русанов К.В. и др. Теплообмен при'кипении' азота и вопросы охлаждения высокотемпературных сверхпроводников. — Киев: Наукова думка. 1992. - 592 с.

27. Ковалев С.А. Об устойчивости режимов кипения // ТВТ. 1964. - Т. 2, № 5. -С. 780-788.

28. Коверда В.П., Скоков В.Н., Решетников A.B., Виноградов A.B. Пульсации с l/f-спектром мощности при акустической кавитации воды // ТВТ. — 2005. — Т. 43, №4. -С. 631-636.

29. Кутателадзе С.С. Гидромеханическая модель кризиса теплообмена в кипящей жидкости при свободной конвекции // ЖТФ. 1950. - Т. 20, № 11.- С. 13891392.

30. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. — Изд. 5-е перераб. и доп. — М.: Атомиздат. 1979. - 416 с.

31. Луцет М.О. Предельная скорость переключения режимов кипения // Письма в ЖТФ. 1998. - Т.24, Вып.9. - С. 21 - 27.

32. Мацех A.M., Павленко А.Н. Особенности теплообмена и кризисных явлений в стекающих плёнках криогенной жидкости // Теплофизика-и Аэромеханика. -2005.-Т. 12, №1.-С. 105-119.

33. Обухов С.Г. Динамика смены режимов теплообмена при набросе тепловой нагрузки, многократно превышающей критическую // Изв. ВУЗов. Авиационная техника. 1999. - № 2. - С. 48-50.

34. Овчинников В.В. Экспериментальное исследование фронтов испарения при гетерогенном вскипании. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новосибирск. — 1998. — 150с.

35. Павлов П.А. Динамика вскипания сильно перегретых жидкостей. — Свердловск: УрО СО АН СССР. 1988. - 248 с.

36. Павлов Ю.М., Бабич В.И. Расчет кризиса теплоотдачи при быстром росте ; теплового потока на поверхности кипения // Теплоэнергетика. 1987. - № 2. -С. 8-12.

37. Павленко А.Н. Переходные процессы при кипении и испарении // Дисс. на соискание ученой степени д.ф.- м. н. Новосибирск. - 2001. - 449 с.

38. Павленко А.Н., Стародубцева И.П., Мацех A.M. Влияние граничных условий на динамику развития очагов пленочного кипения // Теплофизика и Аэромеханика. 2003. - Т. 10, № 4. - С. 611 - 628.

39. Павленко А.Н., Чехович В.Ю. Исследование кризиса теплоотдачи при нестационарном тепловыделении // Кипение и конденсация: Сб. науч. тр. — Новосибирск. 1986. - С. 66-85.

40. Павленко А.Н., Лель В.В. Приближенная расчетная модель самоподдерживающегося фронта испарения // Теплофизика и аэромеханика. 1999. - Т. 6, № 1. - С. 111-123.

41. Петухов Б.С., Ковалев С.А. Методика и некоторые результаты измерения критической нагрузки при переходе от пленочного режима к пузырьковому // Теплоэнергетика. 1962. - № 5. - С. 65-72.

42. Петухов Б.С., Генин Л.Г., Ковалев С.А., Соловьев С.Л. Теплообмен в ядерных энергетических установках. Москва: Издательский дом МЭИ. -2003. - 548с.

43. Скоков В.Н., Коверда В.П., Скрипов В.П., Ивакин В.Б., Семёнова Н.М. Неравновесные фазовые переходы в системе сверхпроводящая плёнка-жидкий азот // ТВТ. 1996. - Т.34. - С. 802-806.

44. Теплофизические свойства жидкостей в метастабильном состоянии / В.П. Скрипов, E.H. Синицын, П.А. Павлов и др. Отв. ред. Г.В. Чернышова. М.: Атомиздат. - 1980. - 208 с.

45. Толубинский В.И., Островский Ю.Н., Писарев В.Е. Нестационарный кризис кипения при различных начальных тепловыделениях // Теплофизика и теплотехника. 1975. - Вып. 29. - С. 3-5.

46. Толубинский В.И., Островский Ю.Н., Писарев В.Е. «Нестационарный» кризис теплоотдачи при кипении // Теплофизика и теплотехника. — 1976. -Вып. 30.-С. 82-86.

47. Толубинский В.И., Островский Ю.Н., Писарев В.Е. Температурный режим поверхности нагрева при кипении в условиях резкого повышения мощности // Теплофизика и теплотехника. 1977. - Вып. 32. - С. 3-6.

48. Толубинский В.И., Островский Ю.Н., Писарев В.Е. Задержка кипения при* нестационарном теплообмене с фазовыми превращениями // Теплофизика и теплотехника. 1978. - Вып. 34. - С. 57-60.

49. Толубинский В.И. Теплообмен при кипении. Киев: Наукова Думка. - 1980. -316с.

50. Трифонов Ю.А. Влияние волн конечной амплитуды на испарение стекающей по вертикальной стенке пленки жидкости // ПМТФ. 1993. - Т. 34, № 6. - С. 64-71.

51. Холпанов Л.П., Шкадов В.Я. Гидродинамика и тепломассоперенос со свободной поверхностью. М.: Наука. - 1990. - 271 с.

52. Цой А.Н., Луцет М.О. Вскипание гелия-П, гелия-I и азота при нестационарном тепловыделении // Инж.-физ. журн. 1986. - Т. 51, № 1. - С. 5-9.

53. Adomeit P., Leefken A., Renz U. Experimental and numerical investigations on wavy films // In Proceedings of the 3rd European Thermal Sciences Conference (ed. E. W. P. Hahne, W. K. Heidemann & K. Spindler). 2000. - Vol. 2. - P. 1003-1009.

54. Alhusseini A.A., Tuzla K., Chen J.C. Falling film evaporation of single component liquids // Int. J. Heat Mass Transfer. 1998. - Vol. 41, № 12. - P. 1623-1632.

55. Asai A. Application of the nucleation theory to the design of bubble jet printers // Jpn. J. Appl. Phys. 1989. - Vol. 28. - P. 909-915.

56. Bourouga В., Gilles J. Roles of heat transfer modes on transient cooling by quenching process // Int. J. Mater. Form. 2009. - DOI 10.1007/sl2289-009-0645-z.

57. Bohn M.S., Davis S.H. Thermocapillary breakdown of falling liquid film at high Reynolds numbers // Int. J. Heat Mass Transfer. 1993. - Vol. 36. - P. 18751881.

58. Blum J., Liittich Т., Marquardt W. Temperature wave propagation as a route from nucleate to film boiling // Proceedings of the second int. symposium on two-phase flow. Modeling and experimentation. 1999. - Vol. 1. - P. 137-144.

59. Brauer H. Strömung und Wärmübergang bei Reisel-filmen. Düsseldorf: VDY -Forschungsheft. - 457. - 1956. - № 22. -P. 5-40.

60. Chai L.H., Shoji M., Peng X. F. Dry patch interaction caused by lateral conduction in transition boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 2001. - Vol. 44. - P. 4169-4173.

61. Chang H.-C, Demekhin E.A. Complex wave dynamics on thin films. Elsevier. -2002.-402 p.

62. Chun K.R., Seban R.A. Heat transfer to evaporating liquid films // J. Heat Transfer. 1971. - Vol. 93, № 4. - P. 391-396.

63. Chinnov E.A., Kabov O.A., Marchuk I.V., Zaitsev D.V. Heat transfer and breakdown of subcooled falling water film on a vertical middle size heater // Int. J. Heat and Technology. 2002. -Vol. 20, No 1. - P. 69-78.

64. Cooper M.G., Lloyd A.P. The microlayer in nucleate pool boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 1969. - Vol. 12, № 8. - P. 895-913.

65. Deev V.l., Oo H.L., Kharitonov V.S., Kutsenko K.V., Lavrukhin A.A. Critical heat flux modeling in water pool boiling during power transients // Int. J. Heat Mass Transfer. 2007. - Vol. 50, № 19-20. - P. 3780-3787.

66. Dietze G.F., Leefken A., Kneer R. Investigation- of the back flow phenomenon in falling liquid films // J. Fluid Mech. 2008. - Vol. 595. - P. 435-459:

67. Dietze, G.F., Al-Sibai F., Kneer R. Experimental study of flow separation in laminar falling liquid films // J. Fluid Mech. 2009. - Vol. 637. - P. 73-1041

68. Drach V., Fricke J. Transient heat transfer from smooth surfaces into liquid nitrogen // Cryogenics. 1996. - Vol. 36, № 4. - P. 263-269.

69. Drach V., Sack N., Fricke J. Transient heat transfer from surfaces of defined roughness into liquid nitrogen // Int. J. Heat Mass Transfer. 1996. - Vol. 39, № 9.-P. 1953-1961.

70. Dua S. S., Tien C. L. An experimental investigation of falling-film rewetting // Int. J. Heat Mass Transfer. 1978. - Vol. 21. - P. 955-965.

71. Faw R.E., Vanvlect R.J. and Schmidt D.L. Pre-presserization effects on initiation of subcooled pool boiling during pressure and power transients // Int. J. Heat Mass Transfer. 1986. - Vol. 29; № 9. - P. 1427-1437.

72. Frost D:L. Dynamics of explosive boiling of a droplet // Phys. Fluids. 1988. -Vol. 31, №9.-P. 2554-2561.

73. Fujita T., Ueda T. Heat transfer to falling films and film breakdown-II. Saturated liquids film with nucleate boiling // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1978. - Vol. 21.-P. 109-118.

74. Girratano P.J. Transient boiling heat transfer from two different heat sources: small diameter wire and thin film flat surface on a quartz substrate // Int. J. Heat Mass Transfer. 1984. -Vol. 27, № 8. - P. 1311-1318.

75. Gogonin I.I., Dorokhov A.R., Bochagov V.N. Stability of «dry patches» in thin falling liquid films // Fluid. Mech. Sov. Res. 1979. - Vol. 8. - P. 103-109.

76. Harkonen M. Heat transfer to evaporating falling films of water and sugar/water solution // Warme- und Stoffiibertragung. 1994. - Vol. 29. - P. 349-353.

77. Jayanti S., Hewitt G.F. Hydrodynamics and heat transfer of wavy thin film flow // Int. J. Heat Mass Transfer. 1997. - Vol. 40. - P. 179-190.

78. Katto Y. Critical heat flux // Int. J. Multiphase Flow. 1994. - Vol. 20. - P. 53-90.

79. Miyara A. Numerical, analysis on flow dynamics and heat transfer of falling liquid films with interfacial waves // Heat Mass Transfer. 1999. - Vol. 35. - P. 298-306.

80. Mudawar I.A., Incropera T.A. and Incropera F.P. Boiling heat transfer and-critical heat flux in liquid film falling on vertically-mounted heat sources // Int. J. Heat Mass Transfer. 1987. - Vol. 30. - P. 2083-2095.

81. Nusselt W. Die Oberflachenkondensating des Wasserdampfes // Zeitsehrist VDI. -1916.-Bd. 60.-P. 541-546.

82. Oker E., Merte H. A study of transient effects leading up to inception of nucleate boiling // Proceedings of the 6th International Heat Transfer Conference, Toronto. 1978. - Vol. 5. - P. 139-144.

83. Okuyama K., Takehara R., Iida Y. Pumping action by boiling propagation in a microchannel // Microscale Thermophysical Engineering. 2005. - Vol. 9. — P. 119-135.

84. Park H.K. Pressure generation and measurement in the rapid vaporization of water on a pulsed-laser-heated surface // J. Appl. Phys. 1996. - Vol; 80. - P. 40724081.

85. Park C. D., Nosoko T. Three-dimensional wave dynamics on a falling film and associated mass transfer // AIChE Journal. 2003. - Vol. 49, №11. - P. 27152727.

86. Pavlenko A.N., Chekhovich V.Yu. Heat transfer crisis at transient heat release // Russian Journal of Engineering Thermophysics. 1991. - Vol. 1, № 1. - P. 73-92.

87. Pavlenko A. N., Lei V. V., Serov A. F., Nazarov A.D. and Matsekh A.M. Wave amplitude growth and heat transfer in falling intensively evaporating liquid film // J. Eng. Thermophys. 2002. - Vol. 11-, № 1. - P. 7-43.

88. Pavlenko A. N., Lei V.V. Heat transfer and crisis phenomena in falling films of cryogenic liquid // Russian Journal of Engineering Thermophysics. 1997. - Vol. 7.-P. 177-210.

89. Pavlenko A.N., Lei V.V. Model of self-maintaining evaporation front for superheated liquids // Proceedings of the Third Intern. Conf. on Multiphase Flow, ICMF-98. 1998. - № 4.

90. Portalski S. Eddy formation in film flow down a vertical plate // Ind. Engng Chem. Fundam. 1964. - Vol. 3, № 1. - p. 49-53.

91. Reinke P., Yadigaroglu G. Explosive vaporization of superheated liquids by boiling fronts // Int. J. of Multiphase Flow. 2001. - Vol. 27. - P. 1487-1516.

92. Schagen A., Modigell M. Local film thickness and temperature distribution measurement in wavy liquid films with a laser-induced luminescence technique // Exp. Fluids. 2007. - Vol. 43. - P. 209-221.

93. Sinha D.N., Brodie L.C., Semura J.S. Young F.M. Premature transition to stable, film boiling initiated by power transients in liquid nitrogen // Cryogenics. 1979: - № 4. — P. 225-230.

94. Sinha D.N., Brodie L.C., Semura J.S. Liquid to vapor homogeneous nucleation in liquid-nitrogen // Phys. Rev. B.,- 1987. Vol 36, № 11. - P. 4082-4085.

95. Steward W.G. Transient helium heat transfer. Phase I static coolant // Int. J. Heat Mass Transfer. - 1978. - Vol. 21, № 7. - P. 863-874.

96. Tsukamoto O. and Uyemura T. Observation of bubble formation mechanism of liquid nitrogen subjected to transient heating // Adv. Cryogenic Eng. 1980. -Vol. 25.-P. 476-482.

97. Ueda T., Inoue M. and Nagatome S. Critical heat flux and droplet entrainment rate in boiling of falling liquid films // Int. J. Heat Mass Transfer. 1981. - Vol. 7. - P. 1257-1266.

98. Unal C., Daw V., Nelson R. Unifying the controlling mechanisms for, the critical heat flux and quenching: the ability of liquid to contact the hot surface // ASME J. Heat Transfer. 1992. - Vol. 114. - P. 972-982.

99. Wang J. Preliminary analysis of rapid boiling heat transfer // Int. Comm. Heat Mass Transfer. 2000. - Vol. 27, No. 3. - P. 377-388.

100. Weise F., Scholl S. Evaporation of pure liquids with increased viscosity in a falling film evaporator // Heat Mass Transfer. 2009. - Vol. 45. - P. 1037-1046.

101. Wilke W. Wärmeübergang an Rieselfilme // VDI Fortschritte. 1962. - Vol. 490.

102. Yamamouchi A. Effect of core spray cooling in transient state after loss-of-coolant accident // J. Nucl. Sei. Tech. 1968. - Vol. 5. - P. 547-558.

103. Zhukov S.A., Barelko V.V., Merzhanov A.G. Wave processes on heat generating surfaces in pool boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 1980. - Vol. 24, № 1. — P.

104. Zuber N. Hydrodynamic aspects of boiling heat transfer // AEC Report No. AECU-4439. 1959.47.55.