Тепломассоперенос в автономных системах терморегулирования ядерных энергетических установок на базе термосифонов с внутренними текстурированными поверхностями нижней и верхней крышек

Объектами исследования являются взаимосвязанные процессы тепломассопереноса (кондукции, конвекции и фазовых превращений) в термосифоне. Целью работы является разработка нового подхода к физическому и математическому моделированию взаимосвязанных процессов кондукции, конвекции и фазовых превращений в термосифоне (ТС). Метод или методология проведения работы с указанием аппаратуры. Текстурирование крышек разработанной экспериментальной установки – модели термосифона проведено с использованием лазера «IPG Photonics». Морфология крышек исследована профилометрическим комплексом «Micro Measure 3D station», фотоизображения текстур получены при помощи микроскопа Hitachi TM-3000. Температуры в термосифоне зарегистрированы термопарами OMEGA 5TC-TT-K-36-36, давление – пьезорезистивным преобразователем MPX5700GP, влажность – цифровым модулем HYT 221. Образование пузырьков пара и капель конденсата зарегистрировано теневым методом, скорость движения жидкости определялась методом Particle Tracking Velocimetry. Полученные результаты и их новизна. Разработан новый подход к физическому и математическому моделированию взаимосвязанных процессов кондукции, конвекции и фазовых превращений в термосифоне. Установлено влияние теплового потока, текстуры внутренних поверхностей нижней и верхней крышек термосифона и их свойств смачиваемости на основные характеристики процессов теплопереноса в ТС (распределения температуры по высоте термосифона, термическое сопротивление). По результатам экспериментов установлены механизмы пространственного тепломассопереноса и гидромеханики в термосифонах с внутренними текстурированными поверхностями нижней и верхней крышек. Сформулирована математическая модель теплопереноса в термосифоне, которая отличается от известных тем, что при своей относительной простоте она описывает естественную конвекцию и теплопроводность в слое теплоносителя, кондукцию в вертикальных стенках испарительной части ТС и обеспечивает возможность вычисления основных характеристик теплопереноса в термосифоне (скорости испарения теплоносителя) без использования специализированных компьютерных пакетов.