ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КИПЕНИИ НА СТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ

Представлены результаты экспериментальных исследований эффекта Лейденфроста и теплообмена при кипении насыщенной жидкости на структурированных поверхностях. Разработанные методы модификации поверхностей позволяют получать структуру, имеющую несколько масштабов неровностей (нано, микро, макро). В отличие от многих исследований не отмечено увеличения значений температуры Лейденфроста на структурированных поверхностях, что объясняется отсутствием изменений физико-химических свойств поверхностей и малостью характерных размеров неровностей в сравнении начальным размером капли. Полученные результаты находятся в согласии с опытными данными других авторов для немодифицированных поверхностей и с расчетными значениями температур по разным моделям. Высокая неопределенность общеиспользуемой методики определения температуры Лейденфроста по времени жизни капли не позволяет делать детальных выводов о соответствии результатов различных авторов. Выполнены исследования теплообмена при кипении насыщенной жидкости в большом объеме и получены результаты в виде кривых кипения на структурированных поверхностях. Исследования проведены для фреона R113 и диэлектрической жидкости Novec 7100 в диапазоне приведенных давлений 0,029 – 0,22. Кривые кипения для различных поверхностей аналогичны. Увеличение КТО для исследованных поверхностей достигает 40% для фиксированного ΔT и 20% для фиксированного q по сравнению с немодифицированной поверхностью. По мере увеличения плотности теплового потока кривые кипения для разных поверхностей сближаются. Кривая кипения образца, имеющего наименьшую шероховатость, практически соответствует кривой кипения немодифицированной поверхности, как и значения КТО. Кривые кипения для этого образца и немодифицированной поверхности удовлетворительно согласуются с расчетом по уравнению В.В. Ягова в области развитого кипения при ΔT > 20 К. Получены 20 значений КТП при кипении насыщенной жидкости в большом объеме. Исследования проведены для фреона R113 и диэлектрической жидкости Novec 7100 в диапазоне приведенных давлений 0,029 – 0,22. Использовано шесть различных поверхностей с разной технологией модификации. Значения КТП на модифицированных поверхностях до 25% выше, чем значения КТП на гладких поверхностях. Для обобщения данных о КТП использована методика В.В. Ягова, позволяющая согласовать расчетные и экспериментальные данные.