Изучение вихревого течения конденсирующегося пара в коротких низкотемпературных тепловых трубах
DOI: 10.17586/1606-4313-2019-18-4-3-14
УДК 532.5: 536.2
Серяков А. В.
Ключевые слова: тепловые трубы, направление вращения парового вихря, напряжение сдвига пленки конденсата.
УДК 532.5: 536.2
Изучение вихревого течения конденсирующегося пара в коротких низкотемпературных тепловых трубах
Ссылка для цитирования: Серяков А.В. Изучение вихревого течения конденсирующегося пара в коротких низкотемпературных тепловых трубах // Вестник Международной академии холода. 2019. № 4. С.3-14.
Аннотация
Представлены результаты компьютерных исследований вихреобразования и изменения направления вращения парового вихря внутри коротких линейных тепловых труб (ТТ) с выполненным в виде сопла Лаваля паровым каналом. Впервые установлено, что паровой тороидальный вихрь, возникающий в результате взаимодействия потока влажного пара с нормально ориентированной плоской верхней крышкой ТТ может изменять направление своего вращательного движения. При небольшом температурном напоре на испаритель направление вращения парового вихря за счет эффекта Коанда и прилипания движущихся струй пара к стенкам происходит от периферии к продольной оси канала. При этом радиальное течение пленки конденсата по верхней крышке к расположенной на стенках канала капиллярно-пористой вставке и направление движения прилегающих слоев парового вихря оказываются встречными. Паровой вихрь за счет поверхностного трения замедляет течение пленки конденсата по верхней крышке ТТ и тем самым увеличивает ее эффективную толщину. При увеличении температурного напора на испаритель направление вращения парового вихря изменяется на противоположное, от продольной оси к периферии парового канала, и направления вращения прилегающих слоев пара и течения пленки жидкого конденсата становятся спутными, что приводит к резкому уменьшению эффективной толщины пленки. Экспериментальные результаты измерений толщины пленки жидкого конденсата, полученные с помощью емкостных датчиков, также показывают резкое уменьшение ее толщины при увеличении температурного напора на испаритель ТТ, что может быть косвенным подтверждением изменения направления вращения парового вихря.
Аннотация
Представлены результаты компьютерных исследований вихреобразования и изменения направления вращения парового вихря внутри коротких линейных тепловых труб (ТТ) с выполненным в виде сопла Лаваля паровым каналом. Впервые установлено, что паровой тороидальный вихрь, возникающий в результате взаимодействия потока влажного пара с нормально ориентированной плоской верхней крышкой ТТ может изменять направление своего вращательного движения. При небольшом температурном напоре на испаритель направление вращения парового вихря за счет эффекта Коанда и прилипания движущихся струй пара к стенкам происходит от периферии к продольной оси канала. При этом радиальное течение пленки конденсата по верхней крышке к расположенной на стенках канала капиллярно-пористой вставке и направление движения прилегающих слоев парового вихря оказываются встречными. Паровой вихрь за счет поверхностного трения замедляет течение пленки конденсата по верхней крышке ТТ и тем самым увеличивает ее эффективную толщину. При увеличении температурного напора на испаритель направление вращения парового вихря изменяется на противоположное, от продольной оси к периферии парового канала, и направления вращения прилегающих слоев пара и течения пленки жидкого конденсата становятся спутными, что приводит к резкому уменьшению эффективной толщины пленки. Экспериментальные результаты измерений толщины пленки жидкого конденсата, полученные с помощью емкостных датчиков, также показывают резкое уменьшение ее толщины при увеличении температурного напора на испаритель ТТ, что может быть косвенным подтверждением изменения направления вращения парового вихря.
Ключевые слова: тепловые трубы, направление вращения парового вихря, напряжение сдвига пленки конденсата.
English
Русский
