1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплофизика высоких температур
  4. T. 61, № 4, 2023

Теплофизика высоких температур, 2023, T. 61, № 4, стр. 604-610

Интенсификация теплообмена и взаимодействие струй на поверхности нагреваемой пленки жидкости

Е. А. Чиннов 1, *

1 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
Новосибирск, Россия

* E-mail: chinnov@itp.nsc.ru

Поступила в редакцию 03.09.2022
После доработки 12.10.2022
Принята к публикации 13.10.2022

Аннотация

Выполнено исследование течения пленки воды вдоль вертикального нагревателя при числах Рейнольдса 33, 50 и 105 и начальных температурах T0 = 15, 23, 30 и 40°C. Показано, что амплитуды зигзагообразного движения струй возрастают с увеличением плотности теплового потока. Наиболее интенсивный рост амплитуд наблюдается при развитии термокапиллярной неустойчивости в верхней части нагревателя. При высоких тепловых потоках, когда амплитуда зигзагообразного перемещения достигает достаточно большой величины, начинается процесс взаимодействия струй. Выделены несколько типов взаимодействия струй на поверхности нагреваемой пленки жидкости. Показано, что появление термокапиллярной структуры в верхней части нагревателя приводит к перемещению струй и повышению интенсивности теплообмена.

Список литературы

  1. Павленко А.Н., Суртаев А.С., Цой А.Н., Стародубцева И.П., Сердюков В.С. Динамика повторного смачивания перегретой поверхности стекающей пленкой жидкости // ТВТ. 2014. Т. 52. № 6. С. 886.

  2. Актершев С.П., Алексеенко С.В. Волновое течение пленки конденсата // ТВТ. 2014. Т. 52. № 1. С. 84.

  3. Актершев С.П., Барташевич М.В., Чиннов Е.А. Теплоперенос в пленке жидкости в условиях постоянного теплового потока на стенке // ТВТ. 2017. Т. 55. № 1. С. 115.

  4. Чиннов Е.А., Кабов О.А. Влияние трехмерных деформаций на локальный теплообмен к неоднородно нагреваемой стекающей пленке жидкости // ТВТ. 2004. Т. 42. № 2. С. 269.

  5. Park C.D., Nosoko T. Three-dimensional Wave Dynamics on a Falling Film and Associated Mass Transfer // AIChE J. 2003. V. 49. № 11. P. 2715.

  6. Алексеенко С.В., Гузанов В.В., Маркович Д.М. и др. Особенности перехода от регулярного двумерного к трехмерному волновому движению на вертикально стекающих пленках жидкости // Письма в ЖТФ. 2012. Т. 38. № 16. С. 16.

  7. Алексеенко С.В., Бобылев А.В., Гузанов В.В. и др. О формировании струй при изотермическом пленочном течении жидкости в процессе перехода к трехмерному волновому движению // Письма в ЖТФ. 2014. Т. 40. № 22. С. 97.

  8. Чиннов Е.А., Кабов О.А. Формирование струйных течений при гравитационном стекании волновой нагреваемой пленки жидкости // ПМТФ. 2003. Т. 44. № 5. С. 128.

  9. Kabov O.A. Heat Transfer from a Small Heater to a Falling Liquid Film // Heat Transfer Res. 1996. V. 27. № 1. P. 221.

  10. Kabov O.A., Diatlov A.V., Marchuk I.V. Heat Transfer from a Vertical Heat Source to Falling Liquid Film // Proc. 1st Int. Symp. on Two-Phase Flow Modeling and Experimentation. Rome, Italy. 1995. V. 1. P. 203.

  11. Kabov O.A., Chinnov E.A. Heat Transfer from a Local Heat Source to a Subcooled Falling Liquid Film Evaporating in a Vapor–Gas Medium // Rus. J. Eng. Thermophys. 1997. V. 7. № 1–2. P. 1.

  12. Чиннов Е.А. Влияние условий волнообразования на формирование струйного течения в нагреваемых пленках жидкости // Теплофизика и аэромеханика. 2009. Т. 16. № 1. С. 69.

  13. Chinnov E.A. Formation of the Unsteady Thermocapillary Structures in the Residual Layer of Three-dimensional Waves // Int. J. Heat Mass Transfer. 2017. V. 108. P. 2053.

  14. Scheid B., Oron A., Colinet P., Thiele U., Legros J.C. Nonlinear Evolution of Nonuniformly Heated Falling Liquid Films // Phys. Fluids. 2002. V. 14. № 12. P. 4130.

  15. Kalliadasis S., Kiyashko A., Demekhin E.A. Marangoni Instability of a Thin Liquid Film Heated from Below by a Local Heat Source // J. Fluid Mech. 2003. V. 475. P. 377.

  16. Frank A.M., Kabov O.A. Thermocapillary Structure Formation in a Falling Film: Experiment and Calculations // Phys. Fluids. 2006. V. 18. № 3. P. 032107.

  17. Lel V.V., Stadler H., Pavlenko A.N., Kneer R. Evolution of Metastable Quasi-regular Structures in Heated Wavy Liquid Films // Heat Mass Transfer. 2007. V. 43. № 11. P. 1121.

  18. Lel V.V., Kellermann A., Dietze G., Kneer R., Pavlenko A.N. Investigations of the Marangoni Effect on the Regular Structures in Heated Wavy Liquid Films // Exp. Fluids. 2008. V. 44. № 2. P. 341.

  19. Markides C.N., Mathie R., Charogiannis A. An Experimental Characterization of Spatiotemporally Resolved Heat Transfer in Thin Liquid-film Flows Falling over an Inclined Heated Foil // Int. J. Heat Mass Transfer. 2015. V. 93. P. 872.

  20. Mathie R., Nakamura H., Markides C.N. Heat Transfer Augmentation in Unsteady Conjugate Thermal Systems. Part II. Applications // Int. J. Heat Mass Transfer. 2013. V. 56. P. 819.

  21. Chinnov E.A., Kabov O.A. Structures in the Falling Liquid Films // Interfacial Phenom. Heat Transfer. 2021. V. 9. № 4. P. 1.

  22. Nusselt W. Der Wärmeaustauseh am Berieselungskühler // Zeitschrift des VDI. 1923. Bd. 67. H. 9. S. 206.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплофизика высоких температур

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал