Тепло- массообмен и флуктуационные явления при интенсивных фазовых переходах в энерго- и теплоносителях

1. Методом рентгеновской дифракции выполнены исследования низкотемпературных неравновесных конденсатов аморфного льда, насыщенных диоксидом углерода. Опыты с газонасыщенными конденсатами, приготовленными осаждением сверхзвуковых потоков разреженного пара и газа на охлаждаемую жидким азотом медную подложку, показали образование гидрата диоксида углерода. Спонтанная кристаллизация неравновесных конденсатов приводила к формированию газового гидрата с кубической кристаллической структурой, характерной для гидрата диоксида углерода, приготовленного в условиях близких к равновесным. 2. Проведена скоростная видеосъемка процесса истечения вскипающей воды в интервале температур от 480 К до 560 К в условиях полного развала струи: распространение пленки парожидкостного потока вдоль перпендикулярной к оси канала прилегающей плоскости. Съемка производилась при скоростях от 1000 до 5000 кадров в секунду. Проведено экспериментальное исследование влияния поперечного воздушного потока на струю перегретой жидкости. Прослежено изменение формы вскипающей струи и ее угла раскрытия в условиях интенсивных фазовых превращениях при различных скоростях воздушного потока. Установлено, что при температурах T=480 K и Ts=490 K направленное движение потока воздуха меняет форму вскипающей жидкости, когда скорость потока превышает 4 м/с. 3. Для диагностики кризисных режимов тепломассопереноса проведено теоретическое исследование самоподобных случайных процессов в системе уравнений, моделирующей критические процессы тепломассопереноса. Предложены стохастические дифференциаль-ные уравнения, описывающие самоподобные случайные процессы. В зависимости от управ-ляющих параметров показатель в частотной зависимости спектра мощности самоподобного процесса изменялся в интервале от 0.7 до 1.8, а показатель в степенной зависимости функции распределения изменялся в диапазоне от 2 до 5. 4. Визуализированы структуры двухфазного потока на греющей поверхности при из-менении высоты канала. Установлено, что условия роста и конденсации паровых пузырей оказывают влияние на интенсивность теплоотдачи от поверхности кипения к воде, недогретой до температуры кипения. Выявлен механизм роста паровых пузырей, при котором про-исходит усиление гидравлического сопротивления потока. 5. Экспериментально получены значения температуры достижимого перегрева алканов с газонасыщающими компонентами, при заданных значениях давления и концентрации. Установлено, что классическая теория зародышеобразования дает более сильное снижение температуры достижимого перегрева алканов по мере растворения в них летучего компонента, чем эксперимент. 6. Методом молекулярной динамики рассчитаны зависимости давления от плотности в жидкой фазе газонасыщенных растворов. По результатам расчетов профилей компонент тензора давления и плотности в двухфазных системах жидкий раствор – парогазовая фаза определены зависимости давления насыщения и поверхностного натяжения на плоской межфазной границе от концентрации. 7. Измерена скорость распространения фронта вскипания перегретого жидкого н-пентана в канале диаметром 5,6 мм. Установлено, что величина скорости распространения фронта вскипания растет с глубиной захода в метастабильную область и зависит от конфигурации межфазной поверхности жидкость-пар. 8. Экспериментально исследовано взрывное вскипание слабого раствора гидроокиси калия в воде в результате импульсного электролиза на поверхности катода. Получена зависимость предельной концентрации водорода, вызывающей взрывное вскипание водного раствора гидроокиси калия на поверхности катода, от плотности тока при импульсном электролизе. 9. Методом управляемого импульсного нагрева зонда исследованы образцы (измерена плотность теплового потока от нагревателя в вещество) трех растворов гликолей. В режиме постоянной мощности тепловыделения измерена температура достижимого перегрева; в режиме стабилизации температуры исследована тепловая проводимость растворов диэтиленгликоль/триэтиленгликоль, этиленгликоль/диэтиленгликоль, этиленгликоль /триэтиленгликоль с различными по знаку значениями избыточного объема смешения. Полученные данные необходимы для создания систем с импульсным тепловыделением. 10. Предложена численная модель и выполнена экспериментальная проверка модели, в которой левитирующий сверхпроводник располагается в зазоре между двумя жестко зафиксированными постоянными магнитами. Получено хорошее согласие между экспериментом и численной моделью в широком диапазоне весовых нагрузок и при различных величинах левитационного зазора.