Исследование интенсификации теплообмена при кипении наножидкости на поверхности нагрева с нанорельефом
https://doi.org/10.25206/2588-0373-2024-8-2-38-44
EDN: FKWPNK
Аннотация
Расчетные и экспериментальные исследования процессов тепломассопереноса при кипении жидкостей, выполняющих роль теплоносителей, в настоящее время являются актуальными, так как охватывают многие области энергетики и могут способствовать развитию новых способов повышения эффективности энерговырабатывающих станций. При использовании наножидкостей в качестве теплоносителей при температуре насыщения с практической точки зрения интерес вызывают процессы осаждения наночастиц с последующим формированием нанослоя на нагретой поверхности. Исследование процессов образования нанослоя при кипении имеет цель: оценка влияния отложений на теплообмен при кипении. В результате проведенных экспериментальных исследований показано, что при достижении температуры насыщения в наножидкости формируются отложения на теплообменной поверхности, обладающие пористой структурой, что вызывает качественные изменения твердой поверхности нагревателя — изменяется величина шероховатости. При этом на начальном этапе величина шероховатости растет, что обусловлено осаждением наночастиц на поверхности нагрева, но через определенное время величина шероховатости убывает из-за выравнивания профиля отложений.
Ключевые слова
Об авторах
Е. Н. СлободинаРоссия
Слободина Екатерина Николаевна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Теплоэнергетика». SPIN-код: 3785-9045. ResearcherID: R-7340-2016.
644050, Омск, пр. Мира, 11
А. Г. Михайлов
Россия
Михайлов Андрей Гаррьевич - кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Теплоэнергетика» ОмГТУ. SPIN-код: 7337-8036. AuthorID (РИНЦ): 385534. AuthorID (SCOPUS): 56503044200
644050, Омск, пр. Мира, 11
Е. А. Рогачев
Россия
Рогачев Евгений Анатольевич - кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Физика» ОмГТУ. SPIN-код: 1373-4622. AuthorID (SCOPUS): 56503848300. ResearcherID: AAS-1459-2020.
644050, Омск, пр. Мира, 11
А. М. Парамонов
Россия
Парамонов Александр Михайлович - доктор технических наук, доцент (Россия), профессор кафедры «Теплоэнергетика» ОмГТУ, SPIN-код: 8602-0554. AuthorID (РИНЦ): 664116. AuthorID (SCOPUS): 16474089900. ResearcherID: D-4355-2016.
644050, Омск, пр. Мира, 11
Е. А. Гасс
Россия
Гасс Евгений Андреевич - магистрант кафедры «Теплоэнергетика» ОмГТУ.
644050, Омск, пр. Мира, 11
Список литературы
1. Сироткина А. Л., Федорович Е. Д., Сергеев В. В. Образование пористого слоя наночастиц на поверхности нагревателя при кипении наножидкости // Теплофизика высоких температур. 2018. Т. 56, № 5. С. 805–812. DOI: 10.31857/s004036440002710-5. EDN: VPUYOT.
2. Макеев А. Н., Кирюхин Я. А. Проблемы и перспективы использования наножидкостей в теплоэнергетике // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2022. Т. 49, № 3. С. 24–31. DOI: 10.21822/2073-6185-2022-49-3-24-31. EDN: VAAQFW.
3. Okonkwo E. C., Wole-Osho I., Almanassra I. W. [et al.]. An updated review of nanofluids in various heat transfer devices // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2021. Vol. 145. P. 2817–2872. DOI: 10.1007/s10973-020-09760-2.
4. Слободина Е. Н., Михайлов А. Г., Гасс Е. А. Экспериментальные и расчетные исследования процесса кипения наножидкости // Известия Транссиба. 2023. № 1 (53). С. 103–109. EDN: NYYGES.
5. Fedorovich E. D., Kovalenko A. N., Makukhin S. S. Modeling the Capillary Inflow of a Liquid to Dry Spots Above Vapor Bubbles as a Factor of Increasing the Critical Heat-Flux Density During the Boiling on a Porous Surface // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2022. Vol. 95, № 2. P. 473–483. DOI: 10.1007/s10891-022-02504-z.
6. Васильев Н. В., Вараксин А. Ю., Зейгарник Ю. А. [и др.]. Характеристики кипения воды, недогретой до температуры насыщения, на структурированных поверхностях // Теплофизика высоких температур. 2017. Т. 55, № 6. С. 712–719. DOI: 10.7868/S0040364417060060. EDN: XHDQOH.
7. Справочник по теплообменникам. В 2 т. / Пер. с англ. под ред. О. Г. Мартыненко [и др.]. Москва: Энергоатомиздат, 1987. Т. 1. 560 с.
8. Henning F., Andrea L. Nucleate Boiling in Water for Different Pressures // International Refrigeration and Air Conditioning Conference. 2008. Paper 982. URL: http://docs.lib.purdue.edu/iracc/982 (дата обращения: 21.02.2024).
9. Slobodina E. N., Mikhailov A. G. Application peculiarities of the higherature fluids containing nanoparticles in gas-tube boilers // Journal of physics: Conference series. Series 15th International Scientific and Technical Conference, PESPC 2020. Saratov. 2020. Vol. 1652. P. 012037. DOI: 10.1088/1742-6596/1652/1/012037.
10. Лисинь Ч. Критический тепловой поток в микроканалах и в замкнутом пространстве. Обзор экспериментальных исследований и методов прогнозирования // Российский химический журнал. 2011. T. LV, № 2. С. 85–98.
11. Терехов В. И., Калинина С. В., Леманов В. В. Механизм теплопереноса в наножидкостях: современное состояние проблемы (обзор). Часть 2. Конвективный теплообмен // Теплофизика и аэромеханика. 2010. Т. 17, № 2. С. 173–188. EDN: NDNMOT.
12. Rahimian A., Kazeminejad H., Khalafi H. [et al.]. Boiling Heat Transfer and Critical Heat Flux Enhancement Using Electrophoretic Deposition of SiO2 Nanofluid //science and Technology of Nuclear Installations. 2019. Vol. 2019 (5-6). 1272156. P. 1–10. DOI: 10.1155/2019/1272156.
Рецензия
Для цитирования:
Слободина Е.Н., Михайлов А.Г., Рогачев Е.А., Парамонов А.М., Гасс Е.А. Исследование интенсификации теплообмена при кипении наножидкости на поверхности нагрева с нанорельефом. Омский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение". 2024;8(2):38-44. https://doi.org/10.25206/2588-0373-2024-8-2-38-44. EDN: FKWPNK
For citation:
Slobodina E.N., Mikhailov A.G., Rogachev E.A., Paramonov A.M., Gass E.A. The study of heat transfer intensification during boiling of a nanofluid on a heating surface with a nanorelief. Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2024;8(2):38-44. (In Russ.) https://doi.org/10.25206/2588-0373-2024-8-2-38-44. EDN: FKWPNK
JATS XML


















