Введение
1. Обзор литературы 15
1.1 Гидродинамика мало масштабных газожидкостных течений при естественной циркуляции 16
1.1.1 Всплытие пузырей в покоящейся жидкости 16
1.1.2 Двухфазный поток в каналах 25
1.1.3 Течение пленки жидкости 33
1.2 Теплообмен при локальном тепловыделении 45
1.2.1 Влияние всплытия пузырей на теплообмен 45
1.2.2 Теплообмен в стекающей пленке жидкости 50
1.2.3 Кипение и кризис теплообмена в пленках жидкости и на локальных нагревателях 61
1.3 Экспериментальные методы 67
1.4 Постановка задач исследования 71
2. Методика и техника эксперимента
2.1 Описание экспериментальных установок 73
2.1.1. Гидродинамика всплывающих пузырей 73
2.1.2 Оптический криостат 11
2.1.3 Конвективный теплообмен при движении пузырей 79
2.1.4 Кипение и кризис на локальном нагревателе 80
2.1.5 Неизотермическое течение пленки жидкости 82
2.1.6 Гидродинамика и теплообмен в пленке жидкости на малых нагревателях 85
2.1.7 Рабочие участки с нагревателями среднего размера 91
2.2 Методики и особенности исследований 99
2.2.1 Выбор рабочих жидкостей 99
2.2.2 Определение граничных условий, расчет поля температур в нагревателях 102
2.2.3 Контролирование равномерности пленок жидкости и расходов газовой фазы 113
2.2.4 Тарировочные эксперименты по теплообмену 115
2.2.5 Визуализация течения жидкости и поля температур 120
2.2.6 Определение и измерение среднемассовой температуры пленки жидкости 122
2.2.7 Контроль испарения на поверхности стекающей пленки жидкости 126
2.2.8 Волоконно-оптический метод измерения толщины пленки жидкости и регистрации двухфазной границы 129
2.2.9 Емкостный метод измерения толщины неизотермической пленки жидкости 133
2.3 Результаты главы 139
3. Гидродинамика всплытия пузырей 140
3.1 Влияние геометрии и положения каналов на движение пузырей 141
3.1.1 Всплытие пузырей в погруженных и выступающих каналах 141
3.1.2 Всплытие одиночных пузырей в неограниченном объеме жидкости и тупиковых цилиндрических каналах 144
3.1.3 Всплытие пузырей в циркуляционных системах. Сравнение и анализ скоростей движения 153
3.2 Моделирование и анализ всплытия одиночных пузырей в неограниченном объеме жидкости и тупиковых цилиндрических каналах 157
3.2.1 Постановка задачи и анализ размерности 157
3.2.2 Неограниченный объем 159
3.2.3 Влияние стенок канала 165
3.3 Моделирование течения в погруженных каналах при движении пузырей 170
3.4 Результаты главы 177
4. Интенсификация теплообмена в двухфазных системах с естественной циркуляцией 179
4.1 Конвективный теплообмен при движении пузырей в прямоугольных погруженных каналах. 179
4.2 Модель конвективного теплообмена при движении пузырей в прямоугольных погруженных каналах - 185
4.3 Исследование теплообмена и кризиса при кипении диэлектрических жидкостей на нагревателях малых размеров в вертикальных каналах 196
4.4 Результаты главы 201
5. Формирование струйных течений при движении пленки жидкости по неизотермическим поверхностям 202
5.1. Режимы течения пленок жидкости 202
5.1.1 Течение пленок по нагревателям средних размеров 202
5.1.2 Изменение волнового .течения на поверхности пленки 219
5.1.3 Течение пленок по нагревателям малых размеров 224
5.2. Формирование струй ^ 227
5.2.1 Трехмерные неоднородности на поверхности пленки жидкости 227
5.2.2 Длина волны возмущений и расстояние между струями 227
5.2.3 Градиенты температуры и термокапиллярные касательные напряжения на поверхности пленки воды 235
5.2.4 Измерение толщины пленки жидкости и волновых характеристик при формировании струй 238
5.2.5 Влияние, внешних возмущений, испарения и угла наклона 244
5.3 Анализ, сравнение и обобщение опытных данных 251
5.3.1. Механизмы влияния термокапиллярных сил на гидродинамику стекающей пленки жидкости 251
5.3.2. Обобщение опытных данных 257
5.4 Результаты главы 266
6. Теплообмен в стекающей пленке жидкости 268
6.1 Режимы теплообмена 268
6.1.1 Течение пленок FC-72 и воды по нагревателю 150x150 мм 268
6.1.2 Течение пленок воды и FC-72 по нагревателю 60x120 мм 271
6.1.3 Режимы теплообмена при течении пленок МД-ЗФ по нагревателю 6.5x1 Змм „ 275
6.1.4 Режимы теплообмена при течении пленок МД-ЗФ по нагревателю размером 2.22x68 мм 278
6.1.5 Характеристики и особенности основных режимов теплообмена 279
6.2 Основные параметры и критерии, характеризующие теплообмен в пленке жидкости 281
6.2.1 Сравнение с известными зависимостями 281
6.2.2 Основные факторы, влияющие на теплообмен в пленке 285
6.2.2 Безразмерные критерии. Область их влияния 288
6.3 Теплообмен в гладкой пленке жидкости 291
6.3.1 Теплообмен в пленке жидкости, стекающей по нагревателю 150x150 мм 291
6.3.2 Теплообмен в пленке жидкости, стекающей по нагревателям малого размера 293
6.3.3 Моделирование влияния термокапиллярных сил на теплообмен в стекающей пленке жидкости 294
6.4 Теплоотдача к пленке жидкости с трехмерными деформациями 298
6.4.1 Локальный теплообмен 298
6.4.2 Условно локальный теплообмен 302
6.4.3 Осредненный теплообмен 304
6.5 Результаты главы 318
Выводы 319
Список литературы 321
