ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ПАРООБРАЗОВАНИИ СМЕСЕВЫХ ХЛАДАГЕНТОВ НА ВЫСОКОТЕПЛОПРОВОДНЫХ ПОРОШКОВЫХ СПЕЧЕННЫХ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ ПОКРЫТИЯХ

Приведены результаты экспериментального исследования теплообмена при пузырьковом кипении хладагентов R404a, R407c и R410a на трубках с капиллярно-пористым покрытием. Исследования проводились на экспериментальной установке в условиях большого объема при давлениях насыщения рн = 0,9–1,4 МПа и плотности теплового потока q = 5–35 кВт/м2. Впервые получено критериальное уравнение для расчета интенсивности теплоотдачи при кипении озонобезопасных хладагентов на поверхностях с высокотеплопроводным спеченным капиллярно-пористым покрытием. Опытные данные удовлетворительно обобщаются в широком интервале параметров пористого слоя: давлений (pн = 0,9–1,4 МПа) и тепловых нагрузок (q = 5–35 кВт/м2). Соотношение позволяет вычислять коэффициенты теплоотдачи с погрешностью ±20 %. Предложенная зависимость может быть использована в инженерных расчетах характеристик теплообменных аппаратов испарительного типа. Коэффициенты теплоотдачи при кипении исследуемых хладагентов на поверхности со спеченным капиллярно-пористым покрытием в четыре раза выше, чем на гладкой, и в 1,5 раза выше, чем на оребренной поверхности, что позволяет сделать вывод о преимуществе пористых покрытий. Кипение на капиллярно-пористых покрытиях приводит к снижению массогабаритных показателей установок за счет интенсификации теплообмена и меньших размеров трубок по сравнению с оребренными.

1. Кичатов, Б. В. Моделирование процессов гидродинамики и теплообмена при взаимодействии двухфазных потоков с пористой средой / Б. В. Кичатов. М., 2000. 235 с.

2. Смирнов, Г. Ф. Теплообмен при парообразовании в капиллярах и капиллярно-пористых структурах / Г. Ф. Смирнов, А. Д. Цой. М.: Изд-во МЭИ, 1999. 439 с.

3. Овсянник, А. В. Теплообмен при кипении на развитых поверхностях / А. В. Овсянник. Гомель: ГГТУ имени П. О. Сухого, 2004. 371 с.

4. Овсянник, А. В. Моделирование процессов теплообмена при кипении жидкостей / А. В. Овсянник. Гомель: ГГТУ имени П. О. Сухого, 2012. 284 с.

5. Исследование тепло- и массопереноса при фазовых превращениях однокомпонентных и смесевых озонобезопасных хладагентов: отчет о НИР (заключит.) / ГГТУ имени П. О. Сухого; рук. темы А. В. Овсянник. Гомель, 2015. 101 с. № ГР 20141921.

6. Интенсификация теплообмена при фазовых переходах в пористых покрытиях источников тепловыделения: отчет о НИР (заключит.) / АНК ИТМО НАНБ; рук. темы Л. Л. Васильев. Минск, 2000. 73 с. № ГР 19981975.

7. Шаповалов, А. В. Теплоотдача при парообразовании в пористой структуре в условиях большого объема и капиллярного транспорта жидкости к зонам генерации пара / А. В. Шаповалов // Вестн. Гомел. гос. техн. ун-та имени П. О. Сухого. 2005. № 2. С. 15–22.

8. Кичатов, Б. В. Кипение жидкости на поверхностях с пористыми покрытиями / Б. В. Кичатов, В. М. Поляев // Теплоэнергетика. 1999. № 3. С. 72–76.

9. Обобщение экспериментальных данных по теплообмену при кипении пропана на медных спеченных капиллярно-пористых покрытиях / Л. Л. Васильев [и др.] // Вестн. Гомел. гос. техн. ун-та имени П. О. Сухого. 2001. № 2 С. 3–13.

10. Новиков, М. Н. Интенсификация теплообмена при кипении пропана на пористых покрытиях / М. Н. Новиков. Минск, 2001. 180 с.