Введение к работе
-АКТУАЛЬНОСТЬ nFOFflEhbl. В последние 10-15 лет оозрос интерес исследователей к изучении теплообмена п криогенных жидкостях во вращающихся системах. Практический интерес к этой проблеме обусловлен работами по созданию сверхпроводящих генераторов больших единичных мощностей. Криогенсраторы> создаваемые в СССР и СИЛ г имеют вращающийся сверхпроводящий индуктор. Для исключения аварийных ситуацииг связанных с выходом обмотки индуктора ио сверхпроводящего состоянияг необходимо иметь полные данные о влиянии вращения на теплоотдачу к криогенной жидкости. С точки зрения физики процессов теплообмена представляет интерес изменение ускорения гравитации о широком диапазоне значений. Это необходимо для проверки справедливости соотношений! характеризующих топлообменные процессы! в тех случаях! когда о этих соотношениях присутствует ускорение силы тяжести (например в описании конвекции! кипения или кризиса кипения). Кроме того? радиальное движение среды во вращающихся объектах! обусловленное топлообмонными процессами! вызывает действие силы Кориолиса! о влиянии которой на интенсивность теплоотдачи! о условиях большого объема» практически! нет данных. Большая часть исследований теплоотдачи к криогенным жидкостям в поле центробежных сил проведена на жидком гелии. В меньшей степени на жидком водороде и азоте- Следует отметить! что с открытием высокотемпературной сверхпроводимости становятся актуальными исследования на , жидком азоте! прогнозируемым для использования а качестве хладоагента.
ЦЕЛЬ РнБОТМг Определение количестаенных характеристик теплообмена для различии режимов отвода тепла в широком диапазоне изменения центробежных ускорений. Выяснение влияния ускорения Кориолиса на теплообменные процессы в условиях большого, объема.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые получены экспериментальные данные по теплообмену на плоской поверхности в жидком азоте при наличии полей массовых сил интенсивностью до 5000 Q. . Предложена "карта режимов теплообмена-! являющаяся удобным способом представления информации о режимах теплообмена во вращающихся системах и позволяющая определить режим теплообмена по исходным параметрам О .77 .
Показано! что во вращающихся системах в режиме турбулентной
однофазной конвекции при Rq. >3п наблюдается влияние размера
теплоотдапцей поверхности (в дальнейшем ТП) на интенсивность теплоотдачи. Б невращающикся системах такое влияние отсутствует! в данном диапазоне чисел Рэлеч.
Впервые показаної что во вращающихся системах в режиме неразвитого кипения интенсивность теплоотдачи существенно зависит от размера ТП в направлении действия ускорения Кориолиса! при размерах TIT существенно больших капиллярной постоянной.
Впервые показано! что интенсивность теплоотдачи з режиме развитого кипения сложным образом записит непосредственно от центро-
Лсїішх перегруоок- fi широком диапазоне изменения последних. .При Ті <С 200 QLq практически не зависит от перегрузки» при Tj ^. 200
Впервые экспериментально обнаружено* что в условиях большого объема ускорение Кориолиса» направленное одаль поверхности тепло-отдачиг создает неоднородность условии для смени режимов теплообмена и делает оооможным сосуществование на топлоотдаюцеи поверхности различных режимов теплообмена- Проведены прямые температур-мне измерения вблизи поверхности теплоотдачи» подтвердившие неоднородность условий отвода тепла пдоль по геплоотдающей поверхности.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ работы состоит в том» что предложенная "карта режимов теплообмена" во вращающихся системах позволяет определить режимы теплообмена» знание которых необходимо для разработки и создания -езерхпроводяших электрических машин. результаты диссертации использованы в монографии Б.И.Веркин» Ю.А.Кириченко» К.В. Русаноп "Теплообмен при кипении в полях массовых сил различной интенсивности". Результаты могут быть использованы в ПО "Электросила"» ФТИНТ АН /ССР» ИВТ АН СССР» и организациях занимающихся разработкой теории теплообмена при кипении.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на II—аи Всесоюзной конференции па техническому использованию сверхпроводимости (Ленинград» 1983)» YII-ой Всесоюзной конференции "Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах" (Ленинград» 1985)» І-ом»І.І-ом и Ш-ем Советско-западногерманском симпозиумах по теплообмену в криогенных системах (Харьков»19Є5І Карлсруэ»1987» Харьков»1989)» XVIII-ом симпозиуме международного центра по тепломассообмену "Тепло- и мас-сопередача в холодильной и криогенной технике (Дубровник» СОРЮ» 1986)» IV-ой Всесоюзной конференции по криогенной технике (Москва» 1987) > Всесоюзном семинаре "теплообмен и гидродинамика во вращающихся криогенных системах" (Ленинград» 1987)» на IV-oPi и' и-ои Всесоюзной иколе молодых ученых и специалистов "Современные проблемы теплофизики" (Новосибирск» 1986»1908)» конференции молодых ученых и специалистов "Процессы тепломассопереноса в энергетических установках" (Минск» 1988)» международной школе-семинаре "Тепловые трубы: теория и практика" (Минск» 1990). Основное содержание диссертации изложено в 16 опубликованных работах.
СТРУКТУРА И ОБ-sEM ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения» четырех глав» заключения и списка литературы из 66 наименований. Содержание работы изложено на 120 страницах» включает 82 страницы машинописного текста» 7 таблиц и иллюстрируется 39 рис унками.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ» ПРЕДСТАВЛЯЕМЫЕ К ЗАЩИТЕ.
-Техника для исследования теплообмена в полях центробежных
сил интенсивностью до 5000 » включающую вращающийся криостат и
автоматизированную систему сбора и обработки информации.
-Mr-то дика намерении -
-Результаты измерения теплоотдачи с хидкому азоту о условиям естественной циркуляции при наличии полей пассавик сил интенсивностью до 5000Ц .
-Представление результатом измерении о виде "карты режимов
ТСПЛООбмена"
-Закономерность влияния центробежного ускорения на ишенсив-ность теплоотдачи в развитом кипении.
-Экспериментально обнаруженный э<рч>ект воздействия ускорения Кориолиса на интенсионость теплоотдачи г, услооичх большого ойпона.