Частота образования пузырьков пара и теплообмен при кипении магнитной жидкости в магнитном поле тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ
|
Кобозев, Михаил Анатольевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Ставрополь
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2007
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.14
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
КОБОЗЕВ Михаил Анатольевич
ЧАСТОТА ОБРАЗОВАНИЯ ПУЗЫРЬКОВ ПАРА И ТЕПЛООБМЕН
ПРИ КИПЕНИИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
Специальность 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
003060Э5Т
Ставрополь - 2007
003060957
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ставропольский государственный аграрный университет»
Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор
Симоновский Александр Яковлевич
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук, профессор Борлаков Хиса Шамильевич
доктор технических наук, профессор Марков Иван Иванович
Ведущая организация: государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Курский государственный технический университет»
Защита состоится 26 июня 2007 г, в 10 часов, на заседании диссертационного совета Д 212 245 06 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Северо-Кавказский государственный технический университет» по адресу. 355029, г Ставрополь, просп Кулакова, 2, зал заседаний
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Северо-Кавказский государственный технический университет»
Автореферат разослан «24» мая 2007 г
Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук
В. И. Дроздова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы и направление исследований
Впервые устойчивые магнитные жидкости (МЖ) были получены с помощью химического осаждения в середине 1960-х годов Современные МЖ представляют собою коллоидные растворы магнитных частиц однодоменно-го размера, которые обладают постоянным магнитным моментом В настоящее время они широко применяются в различных отраслях машиностроения, техники, медицины, науки, экологии и пр
Однако, несмотря на более чем сорокалетнюю историю изучения МЖ, такой важный для применения фазовый переход, как процесс кипения МЖ остается практически неизученным Технологические процессы, связанные с кипением, требуют глубокого понимания всех деталей такого фазового перехода Широкий интерес для теплофизики представляет изучение процессов пузырькового кипения МЖ, что связано с применением МЖ в качестве теплоносителя в различных управляемых теплообменных устройствах
До сих пор остаются невыясненными вопросы, касающиеся зарождения и развития паровой полости на поверхности нагрева в постоянных и переменных магнитных полях, распределения температур в жидкости и соприкасающейся тегоюотдающей поверхности нагревателя Неизученными остаются тепловые параметры кипения жидкости
Изучение процесса пузырькового кипения МЖ осложнено многообразием динамических структур, а также статистическим характером взаимодействия различных факторов Во многих моделях теплообмена обычных жидкостей упоминается наиболее важный с точки зрения анализа механизмов переноса тепла кинетический параметр процесса пузырькового кипения жидкостей - частота образования пузырьков пара
Все это подтверждает актуальность предложенной диссертационной работы
Диссертационная работа выполнялась в Ставропольском государственном аграрном университете в 2003-2007 годах в соответствии с планом научно-исследовательских работ университета. Работа была поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ) проект № 05-01-00839
Цель работы
Заключается в экспериментальном и теоретическом исследовании влияния внешнего постоянного однородного и неоднородного магнитных полей на частоту образования пузырьков пара и теплообмен при пузырьковом режиме кипения МЖ на одиночном центре парообразования
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1 Разработать и теоретически обосновать метод исследования влияния магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при пузырьковом режиме кипении МЖ на одиночном центре парообразования
2 Разработать и создать автоматизированную экспериментальную установку для измерения частоты образования пузырьков пара и тепловых потоков при кипении МЖ на одиночном центре парообразования
3. Экспериментально и теоретически изучить влияние внешнего постоянного однородного и неоднородного магнитных полей на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования.
4 Теоретически исследовать влияние магнитных полей на величину диаметра паровых пузырьков, отрывающихся от поверхности нагрева и частоту их отрыва от поверхности нагревателя.
5 Экспериментально изучить влияние концентрации магнитной фазы на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ в различных магнитных полях
6 Экспериментально и теоретически изучить влияние однородного и неоднородного магнитных полей на теплообмен при кипении МЖ на одиночном центре парообразования.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Впервые предложен и теоретически обоснован индукционный метод экспериментального изучения влияния магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования
2. Впервые экспериментально выявлена зависимость частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ с различным содержанием магнитной фазы от величины напряженности внешнего однородного магнитного поля
3. Впервые экспериментально найдена зависимость частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ с различным содержанием магнитной фазы в неоднородном магнитном поле от напряженности, величины и направления градиента поля по отношению к направлению силы тяжести
4. Впервые экспериментально установлено влияние однородного магнитного поля на интенсивность теплообмена при кипении МЖ с различным содержанием магнитной фазы на одиночном центре парообразования.
5. Впервые экспериментально найдена зависимость величины удельных тепловых потоков при кипении МЖ с различным содержанием магнитной фазы от напряженности и величины градиента неоднородного магнитного поля
На защиту выносятся следующие положения и результаты:
1 Экспериментальный метод и теоретический анализ его особенностей для изучения частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ.
2 Результаты экспериментов по изучению влияния однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования, показавшие зависимость температуры нача-
ла образования пузырьков пара, концентрации магнитной фазы в жидкости и напряженности магнитного поля на частоту образования пузырьков пара
3 Результаты теоретического анализа механизмов влияния однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования и полученные в результате этого анализа выражения для отрывного диаметра пузырька пара и частоты образования пузырьков пара
4 Результаты экспериментов по изучению влияния неоднородного магнитного поля с различным направлением градиента по отношению к направлению силы тяжести на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования, показавшие зависимость температуры начала образования пузырьков пара в жидкости, влияние концентрации магнитной фазы в жидкости и напряженности магнитного поля, а также величины и направления его градиента на частоту образования пузырьков пара
5 Результаты теоретического анализа механизмов влияния неоднородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования и полученные в результате этого зависимости для величины отрывного диаметра пузырька пара и частоты отрыва пузырьков пара
6. Результаты экспериментов по изучению влияния однородного и неоднородного магнитных полей на интенсивность теплообмена при кипении МЖ на одиночном центре парообразования, показавшие значительное изменение интенсивности удельных тепловых потоков при кипении МЖ от величины напряженности однородного и неоднородного магнитных полей и величины градиента неоднородного магнитного поля.
7 Критериальные зависимости интенсивности теплообмена при кипении МЖ в неоднородном магнитном поле на одиночном центре парообразования
Апробация работы
Результаты проведенных исследований докладывались на научно-практических конференциях СтГАУ в 2004—2007 гг, научно-практической конференции преподавателей, аспирантов и студентов Ставропольского государственного аграрного университета «Актуальные проблемы научно-технического процесса в АПК», 2006 г, 11-й и 12-й Международных конференциях по магнитным жидкостям, г Плес, 2004 г и 2006 г; 50-й и 51-й научно-методических конференциях преподавателей и студентов «Университетская наука - региону», СГУ, 2005, 2006 гг, представлялись на Международной конференции по методам физико-математических наук, г Орел, 2006 г, на IX Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике, г Нижний Новгород, 2006 г, Международной молодежной научной конференции «XIV Туполевские чтения», г Казань, 2006 г
Достоверность полученных результатов подтверждается проведением измерений с помощью стандартных приборов и оборудования; статистической обработкой результатов многочисленных экспериментов; использованием в теоретическом анализе известных из теории кипения обычных жидкостей положений, качественным совпадением результатов проведенных экспериментов и предложенных для их описания математических зависимостей, непротиворечием результатов работы основным положениям теплофизики кипения
Вклад автора в проведенное исследование
Основные положения и результаты диссертации получены лично автором
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 11 работ В том числе 1 работа из списка журналов, рекомендованных ВАК, 7 работ, включенных в сборники трудов международных и всероссийских конференций, 3 работы -региональных конференций.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из списка основных обозначений, введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Содержит 121 страницу машинописного текста, 25 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 109 наименований.
Практическая ценность полученных результатов
Результаты диссертации позволяют расширить понимание о процессе пузырькового кипения МЖ в магнитном поле, что в конечном счете обусловит возможности создания управляемых тегоюобменных аппаратов с использованием МЖ в качестве теплоносителя.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цели и задачи исследования.
В первой главе проведен критический анализ литературных данных по теме диссертации Показано, что к настоящему времени отсутствуют экспериментальные и теоретические результаты по изучению влияния внешних магнитных полей на процессы пузырькового кипения МЖ
Во второй главе дается описание объекта исследования и методов измерения различных его теплофизических характеристик. Объектом исследования служила МЖ «магнетит в керосине» с различным содержанием магнитной фазы. Составы жидкости, именуемые в последующем жидкости № 1, № 2 и № 3 были получены из исходного состава жидкости № 1 путем разбавления дисперсионной средой (керосином) без внесения стабилизатора Исходная жидкость (№ 1) с намагниченностью насыщения 50,9 кА/м имела плотность р = 1370 кг/м3 и объемное содержание магнитной фазы Ф = 0,136 Плотность жидкости № 2 р = 1040 кг/м3, ср = 0,057 Плотность жидкости № 3 р = 880 кг/м3, <р = 0,019
Предложен метод измерения частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования и обсуждаются его особенности Наиболее эффективные методы изучения микрохарактеристик пузырькового кипения жидкостей - оптические методы Однако МЖ становятся прозрачными только в тонких слоях или в случае очень малых концентраций магнитной фазы
Поэтому в настоящей работе изучение частоты образования пузырьков пара проводилось с использованием в качестве измерительной ячейки системы индукционных катушек Метод измерения основан на возбуждении в витках катушки ЭДС индукции при изменении магнитного потока через поверхность витков при образовании в объеме намагничивающейся среды, заполняющей катушку, немагнитного включения, граница которого перемещается со временем
Схема метода измерения приведена на рисунке 1 На теплоотдающей поверхности 1, в МЖ 2, образуется пузырек пара 3 Пузырек отрывается от нагревателя и попадает в объем измерительной катушки 4 Возникновение пузырька с магнитной проницаемостью Ца в объеме жидкого магнетика с магнитной проницаемостью ц, приведет к искажению магнитного поля, первоначально существующего в рабочем зазоре
' V / / > /■>/ / / ; s s Рисунок 1 - Схема к расчету магнитного потока
катушки Магнитный поток через поверхность Z витка катушки будет определяться выражением
<P = nJtf.rf£ (1)
г
здесь Н„ — нормальная к плоскости витка компонента магнитного поля
Показано, что при направлении внешнего магнитного поля вдоль поверхности нагрева и плоскости витков катушки, а также при симметричном расположении пузырька относительно оси симметрии витка катушки поток магнитного поля через витки катушки равен нулю Введен фиктивный магнитный заряд с поверхностной плотностью ег„, {агт равно скачку нормальной компоненты намагниченности жидкости на межфазной поверхности пар -жидкость) Магнитное поле Н в произвольной точке с радиусом-вектором г в объеме катушки определится из выражения
H(r)=j
-dS,
(2)
здесь п. - радиус-вектор точки поверхности 5 границы раздела МЖ и немагнитной среды
Распределение магнитного поля и намагниченности симметрично в рассматриваемом случае относительно плоскости, проходящей через ось катушки и перпендикулярной направлению приложенного внешнего магнитного поля. При введении декартовой системы координат, ось г которой совпадает с осью катушки и направлена вертикально вверх, магнитное поле в любой точке объема катушки представим в виде суммы полей от зарядов с одной и другой стороны плоскости симметрии катушки
здесь 5/ — часть поверхности 5, расположенная на схеме слева от плоскости симметрии системы, 82 — расположена с другой стороны.
Вклад в поток магнитного поля через рассматриваемый виток катушки дает только г-компонента поля, для которой с учетом (3) можно записать.
Н,(х.у.2,) = |^(х5,у5,г5)(г-2з)с18+ рт(х5,у5,г5)(г-г5)(18 ^
в, |г-г,| з2 |г —
здесь (г-г8)2 ={х-х^ + +{г-гв)г
В точке с координатами (-х, у, х), симметрично расположенной к точке (х, у, г) относительно плоскости симметрии системы г-компонента магнитного поля имеет вид
Н2(-х,у,г,)- р(-Хз.У5.гЖг-25)с18+ ^(-х^.г^-г,)^ (5) в, |г - Г5| |г-г3|
здесь (г-г,)2 = (х + х,)г + (у + у5)2 + (г - г,)2
Вследствие симметричной поляризации объема жидкости знак нормальной компоненты намагниченности на границе раздела МЖ — немагнитная среда в левой и правой частях объема разный, поэтому <тт(х5,у5,г5) = -от(-х5,у5,г5) Откуда путем простых преобразований'
Нг(х,у,г) = -Н2(-х,у,г). Поэтому интегрирование в уравнении (1) при симметричном расположении пузырька относительно оси симметрии катушки даст магнитный поток Ф = 0. При симметричном расположении пузырька относительно стенок катушки при направлении поля вдоль поверхности витка катушки регистрация пузырька может произойти только при движении его в объеме катушки со смещением относительно оси симметрии
Факторы, влияющие на возникновение ЭДС в индукционном датчике в общем случае расположения пузырька относительно оси симметрии катушки в магнитном поле, направленном вдоль поверхности нагрева, выявлены на основе анализа размерностей Схема для расчета приведена на рисунке 2
н„
— — ----. *
— ___ 1
п — - -С]
. _-
_ _ 1
1
1 А
:х — __
'У///// ■///У////. 21. ' / / У / / /
Рисунок 2- Схема к расчету магнитного потока
В связи с малым различием магнитных проницаемостей материала обмотки катушки и пузырька пара область пространства, занимаемая этими объектами, обозначена на рисунке номером 1 Область, занимаемая МЖ, обозначена номером 2
Обозначения Ь - радиус витка катушки, Я - радиус пузырька пара, А - смещение в расположении оси пузырька относительно оси симметрии катушки, А - высота катушки, £ - площадь отдельного витка катушки;
п - вектор нормали к границе раздела областей 1 и 2 Во внешнем магнитном поле Н„, направленном горизонтально, поле в объеме катушки может быть представлено в виде Н = Н0 + Н', где I I' - магнитное поле, создаваемое намагниченностью МЖ Магнитное поле, приведенное к безразмерному виду, зависит от следующих параметров системы Н" = Н0 Н*(г, А, Ц Ь, Я, ц) На основании 7С-теоремы теории размерностей количество переменных в представленной зависимости можно сократить
и.
Магнитный поток через поверхность всех витков катушки определится из выражения
II Д Ь
(6)
ь/я
Ф = {цпфск]нпс11 = | рЫ
Я
НоЯ'
К
К Л
ь'ь'
(7)
О 2 О " X*
здесь п(г)=>№ - число витков на единицу длины катушки, г*=г/Я - безразмерная вертикальная координата витка катушки, с1Е* - элемент площади витка катушки, приведенный к безразмерному виду, с использованием характерного размера И.
Вводится безразмерная функция потока магнитного поля через катушку.
г. А/Л Г*_.
Т-тИ*
г^ЯА И'Ь'Ь'
(8)
Поток магнитного поля через катушку с учетом (8) представляется в виде
•-^■Кггг^г) (9>
Считая, что размер Я пузырька мал по сравнению с радиусом катушки Ь, проводится разложение функции ЧК по малому параметру Я/Ь«!
^•Fo+^+^j Ч»2+ (Ю)
При стремлении размера пузырька к нулю возмущения поля в системе исчезают Тогда из условия равенства нулю магнитного потока через витки катушки при отсутствии возмущений поля в системе получается = 0 Пренебрегая членами второго порядка малости в уравнении (13), для магнитного потока можно записать выражение
•""■»'"HrrH- <u>
При A/L«l окончательно уравнение для магнитного потока записывается в виде: Ф =
L L ^ h L)
На основании этого выражения делается заключение, что величина индукционного сигнала в катушке будет зависеть от размеров проходящего через катушку пузырька и его смещения относительно оси катушки
Приводится описание экспериментальной установки и методики проведения экспериментов Дня измерения частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ в однородном магнитном поле была создана экспериментальная установка, схема которой приведена на рисунке 3 МЖ заполняла внутреннее пространство немагнитного цилиндрического контейнера 1 диаметром 20 мм, высотой 150 мм Дном контейнера служила фторопластовая пробка 2, через осевое отверстие которой пропускали медный стержень 3 диаметром 1,5 мм Торец стержня, примыкающий к объему МЖ, служил те-плоотдающей поверхностью Тепло к стержню подавалось от электрического нагревателя 4. На торцевой поверхности стержня 3, примыкающей к объему МЖ, устанавливали спай хромель-копелевой термопары 5 Электроды термопары пропускали через осевой канал в стержне диаметром 0,5 мм
Рисунок 3 - Схема экспериментальной установки 10
На расстоянии 7 мм от теплоотдающего торца стержня внутри него устанавливали спай второй хромель-копелевой термопары б. Контейнер I с жидкостью помещали в межполюсное пространство электромагнита 7 Диаметр полюсных наконечников электромагнита составлял 100 мм Расстояние между полюсами электромагнита - 66 мм На поверхности контейнера с жидкостью устанавливали дополнительный нагреватель 8. Обмотки нагревателя выполняли бифилярно. Напряжение на обмотки нагревателей подавалось от выпрямителей ВС-24М. Для измерения температуры ядра жидкости в объем контейнера устанавливали спай термопары 9
На поверхности стержня 3 происходило кипение жидкости и образование пузырьков пара Для регистрации образующихся пузырьков пара использовали систему измерительных индукционных катушек 10 Индукционные катушки располагались на поверхности стеклянной трубки 11 диаметром 5 мм Обмотка каждой катушки содержала по 325 витков медного провода диаметром 0,12 мм. Катушки располагались по высоте стеклянной трубки на расстоянии 35 мм друг от друга Система катушек, намотанных на стеклянную трубку, помещалась в охранную стеклянную трубку 12 диаметром 8 мм. Свободное пространство между двумя стеклянными трубками заполнялось теплостойким герметиком. Ось теплоподводящего стержня 3 совпадала с осью системы катушек
Показания индукционных датчиков и термопар в процессе кипения МЖ регистрировались с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и подавались на экран монитора компьютера, работающего в режиме осциллографа Измерения проводили следующим образом На основной и дополнительный нагреватели одновременно подавали напряжение В процессе нагрева показания датчиков записывали с помощью автоматизированной системы 13 (рис. 3), состоящей из компьютера класса Pentium III при помощи платы АЦП «La-1,5 PCI 14» и программы ADCLab (версия 1 7)
Приведены результаты экспериментального изучения влияния однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования в однородном внешнем магнитном поле
На рисунке 4а, б представлены характерные области осциллограмм, полученных с помощью системы индукционных катушек для концентрированного состава жидкости (жидкость № 1) во внешнем магнитном поле 25,3 кА/м До температуры жидкости меньшей 95°С при температуре нагревателя 105°С на осциллограммах никаких всплесков, связанных с образованием пузырьков пара не наблюдалось Это дает основание считать, что при данных температурных режимах теплообмен происходит путем однофазной конвекции При температуре жидкости выше 95 °С и температуре нагревателя выше 105°С на осциллограммах начинали возникать одиночные периодически повторяющиеся всплески малой амплитуды (рис 4а) Характер образующихся всплесков (их периодичность) позволяет считать, что при этих температурных режимах на поверхности нагревателя начиналось образование пу-
зырьков пара С последующим ростом температуры жидкости и температуры нагревателя частота всплесков и их амплитуда начинали возрастать (рис. 46) В исследованном интервале температур жидкости от 99°С до 130°С и интервале температур нагревателя от 105°С до 150°С частота всплесков существенно возрастала Таким образом, измерения показали, что в неизменном по величине внешнем магнитном поле с увеличением температуры жидкости и температуры поверхности нагревателя частота образования пузырьков пара на поверхности нагревателя изменялась Поэтому для выяснения влияния величины магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования строилась зависимость частоты образования пузырьков пара от температуры МЖ в различных по величине внешних магнитных полях.
ятятя»0титтмншвшт На полученных осциллограммах, xa-
ai 109°С рактерный вид которых приведен на рисунке
4, выбирались участки длительностью -16 секунд, в течение которых температура жидкости и температура нагревателя не изменялись более чем в пределах ошибок измерений, б) 117°С Проводился подсчет числа всплесков, связан-
Рисунок 4 - Характерные ных с прохождением паровых пузырьков че-осцкшюграммы рез витки индукционных катушек Число
всплесков, отнесенное к длительности их наблюдения, принималось за частоту образования пузырьков пара в системе
Графики зависимости частоты образования пузырьков пара / при кипении жидкости № 1 от ее температуры, полученные в результате приложения разных по величине внешних магнитных полей представлены на рисунке 5 Кривые 1-5 соответствуют зависимостям частоты образования пузырьков пара на одиночном центре парообразования при кипении жидкости № 1 во внешних магнитных полях 25,3; 49,4; 70,1, 89,3 и 107,7 кА/м соответственно Однородное внешнее магнитное поле слабо влияет на частоту отрыва пузырьков пара при температурах кипящей жидкости №1~ 100°С С увеличением интенсивности приложенного магнитного поля в интервале температур жидкости от 100°С до 113°С происходит более, чем двукратное увеличение частоты отрыва пузырьков пара Увели-
99 102 105 10В 111 1Н 117 120 123
Рисунок 5 — Зависимости частоты образования
пузырьков пара от температуры жидкости, полученные в разных по величине однородных магнитных полях (МЖ № 1)
чение частоты образования пузырьков пара происходит в интервале полей от 0 до 60 кА/м В полях с интенсивностью более 89 кА/м частота образования пузырьков пара уменьшается Кривая 5 на рисунке 5 показывает, что поле свыше 107 кА/м подавляет процесс кипения. Пузырьки начинают возникать при температурах жидкости выше 110°С
На рисунке 6 приведены зависимости частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ № 2 на одиночном центре парообразования в зависимости от температуры жидкости в условиях приложения разных по величине внешних магнитных полей Кривые /-5 построены для внешних магнитных полей 25,3; 49,4, 70,1, 89,3 и 107,7 кА/м соответственно.
Из рисунка 6 видно, что магнитное поле напряженностью 25,3 кА/м приводит к пятикратному увеличению частоты образования пузырьков пара в МЖ № 2 при температурах ядра жидкости в пределах от 97°С до 125°С Магнитное поле с напряженностью 49,4 кА/м приводит к более чем двукратному увеличению частоты отрыва пузырьков пара при кипении МЖ № 2 в интервале температур жидкости от 97°С до 133°С. Дальнейшее увеличение магнитного поля существенно уменьшает частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ № 2 во всем изученном интервале температур ядра жидкости.
На рисунке 7 приведены зависимости частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ № 3 на одиночном центре парообразования от температуры жидкости, полученные в различных по величине внешних магнитных полях Кривые 1-5 построены в магнитных полях 25,3; 49,4; 70,1, 89,3 и 107,7 кА/м соответственно. Как видно из рисунка 7, магнитное поле с напряженностью 25,3 кА/м существенно изменяет частоту отрыва пузырьков пара в интервале температур ядра жидкости от 110°С до 134°С С увеличением напряженности магнитного поля область влияния магнитного поля на частоту образования пузырьков пара в МЖ № 3 смещается с сторону более высоких температур ядра жидкости (от 122°С до 134°С)
97 101 105 109 113 117 121 125 129 133
Рисунок 6 — Зависимости частоты образования
пузырьков пара от температуры жидкости, полученные в разных по величине однородных магнитных полях (МЖ № 2)
Приводится теоретический анализ влияния однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования.
В реальных условиях кипения форма пузырька пара может существенно отличаться от сферической даже при кипении обычных жидкостей В дальнейшем под отрывным диаметром пузырька мы будем понимать диаметр эквивалентной сферы в смысле равенства объемов реального пузырька при отрыве от поверхности и его сферической моделью Следует отметить, что даже при кипении обычных жидкостей вопрос об отрывном диаметре пузырька не является удовлетворительно решенным.
При кипении обычных жидкостей считается, что условием равновесия пузырька пара является равенство подъемной (архимедовой) силы, стремящейся оторвать пузырек от поверхности нагревателя и сил поверхностного натяжения, удерживающих его на поверхности. Инерционными и другими силами во многих случаях пренебрегают В однородном магнитном поле не возникает объемных сил, действующих со стороны поля на жидкий магнетик То есть в однородно нагретой МЖ в однородном магнитном поле не действуют силы поля, стремящиеся либо оторвать пузырек от поверхности нагрева либо удержать его на поверхности Но, как известно, для закипания жидкости необходимо создать определенный перегрев Это приводит к образованию в окрестности нагревателя неоднородно нагретого слоя жидкости Намагниченность МЖ подчиняется закону Ланжевена
М = (12)
здесь М5 - намагниченность насыщения МЖ, М - текущее значение намагниченности жидкости, £ = тН/кТ - аргумент функции Ланжевена В выражении аргумента функции Ланжевена. ¡ла - магнитная постоянная, т - магнитный момент одной магнитной частицы дисперсной фазы, к— постоянная Больцмана, Т- температура
В соответствии с законом Ланжевена магнитные свойства МЖ уменьшаются с ростом температуры
Тогда в пристенном слое неоднородно нагретой кипящей жидкости будет возникать градиент намагниченности VМ, направленный в сторону
104 108 112 116 120 124 128 132
Рисунок 7 — Зависимости частоты образования
пузырьков пара от температуры жидкости, полученные в разных по величине однородных магнитных полях (МЖ № 3)
менее нагретой жидкости, т е. в сторону, противоположную направлению силы тяжести За счет этого на МЖ в указанном слое будет действовать магнитная сила Рт1 = /ха(Ш)М, где Н - напряженность внешнего однородного магнитного поля
Помимо сказанного следует учесть, что магнитное поле в объеме МЖ в цилиндрическом контейнере меньше внешнего магнитного поля На на величину размагничивающего поля Я* = Н„ - МУ ; где Н* — поле в объеме жидкости, N - размагничивающий фактор, который для цилиндра в направлении, перпендикулярном его оси составляет 0,5
В силу температурной зависимости намагниченности поле Н в объеме цилиндрической кюветы в неоднородно нагретом слое будет больше там, где намагниченность меньше Таким образом, в пристенном неоднородно нагретом слое жидкости помимо градиента намагниченности будет возникать и градиент магнитного поля А это означает, что на МЖ в этом случае будет действовать и сила магнитного поля вида Рт2 = ц0{Ш)Н
Направления сил Рт] и Рт2 прямо противоположны При действии Архимедовой выталкивающей силы на пузырек пара сила Рт! = направлена в сторону, противоположную силе Архимеда, а сипа Рт2 - //„(Л^)Я по направлению будет совпадать с Архимедовой.
Для определения отрывного диаметра пузырька пара £>0 при кипении жидкости без поля воспользуемся формулой Фритца
о„ =Л&)к-р, (13)
здесь /(в) — функция краевого угла в, сг - коэффициент поверхностного натяжения жидкости, g — ускорение силы тяжести, Рш/ — плотность МЖ, ру — плотность пара в пузырьке.
В выражении (13). Ра =-^(р„/ -ру) представляет собой Архимедову выталкивающую силу, действующую на пузырек пара
Тогда с учетом сил Рт, и Рт2 формулу Фритца можно записать в виде
здесь (¿V -/?,)& + мМЩ - > 0
В формуле (14) под намагниченностью М в слагаемом пони-
мается среднее по толщине неоднородно нагретого слоя значение намагниченности МЖ В слагаемом /и0Н^М\ под значением Н понимается среднее по толщине неоднородно нагретого слоя значение напряженности магнитного поля. В теории кипения обычных жидкостей принято считать, что
/ D„ = const, где/- частота отрыва пузырьков пара Если допустить, что это соотношение выполняется и для МЖ, то для определения частоты отрыва паровых пузырьков в однородном магнитном поле/т можно записать
const
т.
(15)
i (Р,„; -P,)g + МоЩЩ - МоЩЩ Если частоту отрыва пузырьков пара f0 без магнитного поля находить по формуле
const (16)
можно построить график зависимости fjfu от величины внешнего приложенного магнитного поля Н0 при различных значениях толщины неоднородно прогретого слоя Ах Он приведен на рисунке 8 Кривые на рисунке 8 соответствуют ♦ — 0,002 м, ■ -0,003 м, А - 0,004 м; х - 0,005 м ; *- 0,006 м, • - 0,008 м, + - 0,010 м, где в метрах указана величина Ах График качественно правильно отражает наблюдаемое в экспериментах уменьшение частоты отрыва/я с ростом напряженности внешнего магнитного поля
В третьей главе приводятся результаты экспериментального и теоретического изучения влияния неоднородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования Описаны особенности экспериментальной установки и методики измерений частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ в неоднородном магнитном поле
Приводятся данные о напряженности магнитного поля и его градиента в окрестности поверхности нагревателя (таблица 1) в случае, когда градиент сонаправлен с силой тяжести и (таблица 2) когда направление градиента противоположно направлению силы тяжести
Таблица 1
20 30 40 50 60 70 80 90 100 Н°'кА/м Рисунок 8 — Расчетные зависимости fn/fa от величины магнитного поля
Напряженность магнитного поля, кА/м 34,2 61,3 86,0 105,9 119,4
Градиент магнитного поля, кА/м2 307,5 547,5 756,3 975,0 1015,0
Таблица 2
Напряженность магнитного поля, кА/м 9,6 17,5 25,5 27,9 38,2
Градиент магнитного поля, кА/м2 307,5 547,5 756,3 975,0 1015,0
137
97 101 105 109 113 117 121 125 129 133
Рисунок 9 — Зависимости частоты образования пузырьков пара от температуры жидкости, полученные в разных по величине неоднородных магнитных полях (МЖ № 1)
На рисунке 9 представлены графики зависимости частоты / образования пузырьков пара при кипении МЖ № 1 в зависимости от температуры основной массы (ядра жидкости) для различных значений напряженности внешнего приложенного магнитного поля Кривые 1-5 получены в полях с напряженностью Н. 34,2, 61,3, 86,0, 105,9 и 119,4 кА/м соответственно Видно, что образование пузырьков пара на поверхности нагревателя начинается при температурах ядра жидкости ~97°С. С увеличением напряженности магнитного поля на уровне поверхности нагревателя регистрация образования пузырьков пара в экспериментах начиналась при больших температурах стенки нагревателя Изменялась и частота образования пузырьков пара в зависимости от температуры основной массы жидкости в различных по интенсивности внешних магнитных полях и их градиентах на уровне поверхности нагревателя С ростом магнитного поля наблюдался рост частоты образования пузырьков пара. Дальнейший рост магнитного поля подавлял образование пузырьков.
С уменьшением концентрации магнитной фазы в МЖ наложение неоднородного магнитного поля приводило лишь к подавлению образования пузырьков. Это видно из рисунка 10, где приведены графики зависимости частоты обра-99 юз Ю7 111 115 119 123 127 131™, "С зования / пузырьков пара
Рисунок 10 — Зависимости частоты ПРИ МЖ № 2 от
образования пузырьков пара от температуры температуры ядра жидкости жидкости, полученные в разных по величине T™f> полученные в результа-неоднородных магнитных полях (МЖ № 2) те наложения внешнего неоднородного магнитного
поля с направлением градиента, совпадающим с направлением силы тяжести и различной величиной напряженности магнитного поля на уровне поверхности нагревателя Кривые 1- 5 получены в полях с Н 34,2, 61,3, 86,0, 105,9 и 119,4 кА/м соответственно
В случае если градиент внешнего приложенного неоднородного магнитного поля действует в сторону, противоположную силе тяжести, то основная масса (ядро) жидкости будет испытывать действие магнитной силы, стремящейся оторвать ее от дна сосуда При условии, что
т8</л0(М вгас1)Н V , (17)
где ш - масса жидкости, % - ускорение свободного падения; V- объем основной массы (ядра) жидкости, в объеме жидкости создаются условия невесомости, что не позволяет пузырькам пара, образовавшимся на поверхности нагревателя всплывать, и пузырьки пара скапливаются у поверхности нагревателя. В этом случае, как показали эксперименты, регистрация образовавшихся пузырьков предлагаемым в работе методом становится невозможной Именно это и наблюдалось в экспериментах по кипению МЖ в неоднородном магнитном поле с градиентом, направленным против направления силы тяжести
Предположив, как и ранее, что отрывной диаметр пузырька при кипении жидкости можно определить из формулы Фритца и, кроме того, учесть, что в неоднородно нагретом слое МЖ возникает градиент намагниченности, а внешнее неоднородное магнитное поле создает в объеме неоднородно нагретого слоя жидкости градиент магнитного поля, который в общем случае не равен градиенту внешнего магнитного поля, а определяется также и неоднородностью распределения намагниченности по высоте неоднородно нагретого слоя, то силу, действующую на пузырек пара в кипящей жидкости, можно записать в виде
= (ри/ - р„)£ ± 1Х0М\^Н\ - 110Н\Щ (18)
Это выражение отличается от формулы, полученной для силы, действующей на пузырек пара при кипении МЖ в однородном магнитном поле лишь тем, что у второго слагаемого в зависимости от направления градиента по отношению к направлению силы тяжести следует выбирать знак «+», когда градиент сонаправлен с силой тяжести и «-» в противоположном случае
Проведенный в работе анализ показывает, таким образом, что механизмы влияния однородного и неоднородного магнитного поля на частоту образования пузырька пара при кипении МЖ существенно не отличаются Это отличие имеет лишь количественный характер
В главе четыре приводятся результаты экспериментального и теоретического изучения теплообмена при кипении МЖ на одиночном центре парообразования в однородном и неоднородном внешних магнитных полях
650 550 450 350 250 150
q, кВт/м2 А и ■
• А ▲
£
Н, кА/м
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Рисунок 11 - Зависимости удельного теплового потока от величины однородного магнитного поля (МЖ № 1)
На рисунке 11 приведены зависимости удельного теплового потока д от напряженности однородного внешнего магнитного поля Н, полученные в экспериментах при кипении МЖ № 1 при температуре ядра (основной массы) жидкости ♦ — 104°С; ■ - 106°С, ▲ - 108°С; х - 110°С, * - 112°С,
• - 114°С , + -116°С С увеличением напряженности магнитного поля тепловой поток во всем исследованном интервале температур ядра жидкости немонотонно зависит от величины магнитного поля В интервале напряженностей магнитного поля от 49 до 70 кА/м происходит заметный рост величины удельного теплового потока. С дальнейшим увеличением магнитного поля до 108 кА/м удельный тепловой поток уменьшается Аналогичные зависимости имели место в экспериментах при уменьшении концентрации магнитной фазы в кипящей жидкости.
По Розенау, среднемассовая скорость пара, покидающего поверхность нагревателя, выражается соотношением Gb = (k/6)Dq pv f п, здесь п - число центров образования зародышей пузырей на единице площади поверхности нагревателя, pv - плотность пара; D0 — отрывной диаметр пузырька пара и / — частота отрыва пузырьков пара Если Gb умножить на скрытую теплоту парообразования г, то получим величину удельного теплового потока q - (тс/6) • г D§ /„ / и
Принимая величины r,fvnn постоянными и считая q0 удельным тепловым потоком, найденным без включения внешнего магнитного поля <70 = С Dq /0, где С - некоторая константа; D0 - отрывной диаметр пузырька, рассчитанный по формуле Фритца без включения магнитного поля. Найдем, что безразмерный симплекс q/q0 будет определяться соотношением.
Я ^ Dl« fm % Dq /о '
где Dom и/» - те же величины, рассчитанные при включенном магнитном поле
(19)
1
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Рисунок 12 - Расчетные зависимости д/д0 от величины однородного магнитного поля
Зависимость величины q/qo от величины внешнего магнитного поля построена на рисунке 12 для различных толщин неоднородно нагретого пристенного слоя жидкости (кривые приведены при соответствующих толщинах неоднородно нагретого слоя Ах- ♦ -0,001 м, ■ -0,002 м, ▲ - 0,004 м, х - 0,006 м, *- 0,008 м, • - 0,010 м, + - 0,012 м). Кривые качественно верно описывают увеличение удельного теплового потока, найденного в экспериментах, в интервале приложенных магнитных полей 50-75 кА/м. В неоднородном внешнем магнитном поле с градиентом, сонаправленным с силой тяжести с ростом величины поля и его градиента наблюдается монотонное падение удельного теплового потока
В настоящее время имеется много подходов к описанию процесса теплообмена при кипении жидкостей. В данной работе на основе модели теплообмена С С. Кутателадзе и А И Леонтьева выписаны критериальные уравнения теплообмена, обобщающие экспериментальные результаты, полученные в неоднородном внешнем магнитном поле Система уравнений пограничного слоя для конвекции в лобовой точке пластины, омываемой потоком, известна и имеет вид
W,
swx
ЗХ
-W.
swx
8Y
аж
дУ
дХ дТ
+ ßrS +
»оКтМ EL р дХ
1ЭР_
рдХ]
dWy ' дУ дТ
W — + W Х8Х 8Y
дгТ ' дУ1 '
(20)
(21)
(22)
где М- намагниченность жидкости, В - индукция поля, и Шу — скорости потока вдоль соответствующих осей X и У; V— коэффициент кинематической вязкости жидкости, рт - коэффициент температурного расширения, Р„т- его магнитный аналог, р - плотность жидкости, g - ускорение силы тяжести, Г„ - температура стенки, 7}-- температура невозмущенного потока жидкости, Т — температура возмущенного потока, а — коэффициент температуропроводности жидкости
Градиент давления дР/дХ в уравнении (20) обусловливается разряжением, связанным со всплытием пузырька Выбрав в качестве масштабов
отнесения значения физических величин на границе с невозмущенным потоком, уравнение движения приводится к безразмерному виду
~ д&х дШх (Ь^ \ дг#х Ог + От дР
Ж,—+ — -£-= ----+ --5— + — (23)
* дХ 5 у дг Ы Ке ЭГ2 Ие2 ЭХ 1 '
Величины Яе, вг соответственно критерии Рейнольдса и Грасгофа От — магнитный аналог числа Грасгофа, равный
Пор й1Г13(г„-г/)мая
От =-2---(24)
ру ал
Сравнивая порядки толщины теплового и пограничного слоев, окончательно получаем
№ = С Яе" Рги {Ог + втУ, (25)
где Рг - критерий Прандтля и С, п, т,/ — эмпирические коэффициенты
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1 Предложен и математически обоснован метод для измерения частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования
2 Найдены зависимости частоты образования пузырьков пара, температуры жидкости начала образования пузырьков пара, концентрации магнитной фазы от величины приложенного однородного магнитного поля
3 Дано объяснение механизма влияния однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении МЖ Показано существенное влияние однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара Найдено, что начало закипания жидкостей смещается в сторону больших температур жидкости с увеличением напряженности однородного магнитного поля на уровне поверхности нагревателя В частности, выписаны выражения для определения величины отрывного диаметра пузырька пара и частоты отрыва пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования в однородном внешнем магнитном поле
4. Выявлены зависимости частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ на одиночном центре парообразования в условиях наложения неоднородного магнитного поля. Показано существенное влияние неоднородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара. Найдено, что начало закипания жидкостей смещается в сторону больших температур жидкости с увеличением напряженности неоднородного магнитного поля на уровне поверхности нагревателя
5. Дано объяснение механизму влияния неоднородного магнитного поля на процесс кипения МЖ на одиночном центре парообразования, В частности, выписаны выражения для определения отрывного диаметра пузырька
и частоты образования пузырьков пара при кипении МЖ в неоднородном магнитном поде
6 Показано, что однородное и неоднородное магнитные поля с различным направлением градиента по отношению к направлению силы тяжести приводит к существенным изменениям интенсивности теплоотдачи при кипении МЖ на одиночном центре парообразования
7. Выписаны критериальные зависимости теплообмена при кипении МЖ на одиночном центре парообразования в неоднородном внешнем магнитном поле.
8 В результате проведенных работ было показано, что магнитное поле является эффективным средством управления процессами тепло- и массопе-реноса при пузырьковом кипении МЖ
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ВЫВОДЫ
ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:
Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1 Кобозев, М А Влияние однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования / М А Кобозев, А. Я Симоновский // Известия вузов Северо-Кавказский регион, приложение № 11 (47), естественные науки -Ростов-на-Дону,2006 -С 28-39
Статьи и тезисы докладов на международных и всероссийских конференциях:
1. Кобозев, М А Динамика образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости / М. А. Кобозев, А Я Симоновский // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе . материалы 3 Российской науч -практ конф — Ставрополь . Изд-во СтГАУ АГРУС, 2005 - С 181-183
2 Кобозев, М. А К вопросу о влиянии однородного магнитного поля на процессы генерации пара при кипении магнитной жидкости / М А Кобозев // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК (т 1) материалов международной науч -практ конф - Ставрополь Изд-во ООО «Литера», 2006 -С 170-174
3 Симоновский, А Я Процессы тепло- и массопереноса при кипении магнитной жидкости / А. Я Симоновский, М А Кобозев // 12-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям сб науч тр -Плес, 2006 -С 179-183.
4 Кобозев, М А Влияние магнитного поля на гидродинамику и тепло-перенос при кипении намагничивающейся жидкости на одиночном центре парообразования / М А Кобозев, А Я Симоновский // IX Всероссийский
съезд по теоретический и прикладной механике аннотации докладов -Нижний Новгород, 2006 -С 105-106
5 Симоновский, А Я Влияние однородного магнитного поля на процессы парообразования при кипении магнитной жидкости / А Я Симоновский, М А Кобозев // Современные методы физико-математических наук труды международной конференции - Орел, 2006 - Т. 2 - С 149-152.
6 Кобозев, М А Влияние магнитного поля на процессы генерации пара при кипении магнитной жидкости / М А Кобозев, науч рук А Я Симоновский // XIV Туполевские чтения материалы международной молодежной науч конф - Казань,2006 -Т 2 -С. 159-160
7 Кобозев, М А Влияние неоднородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования / М А Кобозев, А Я Симоновский // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе : материалы IV Российской науч.-практ конф — Ставрополь Изд-во СтГАУ АГРУС, 2007 - С 60-70
Прочие публикации:
1 Кобозев, М А Скорость всплытия парового пузырька при кипении магнитной жидкости / М А. Кобозев, А Я. Симоновский // Физико-математические науки в Ставропольском государственном университете материалы 50-й юбилейной науч -метод конф — Ставрополь • Изд-во СГУ, 2005 -С. 176-178
2. Кобозев, М А Кинетика пузыреобразования при кипении магнитной жидкости / М А Кобозев, А Я Симоновский // Совершенствование технологий и технических средств в АПК — сб материалов 69-й науч.-практ конф -Ставрополь Изд-во СтГАУ АГРУС, 2005 -С 124-126
3 Кобозев, М А Частота образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости в однородном магнитном поле / М А. Кобозев, А Я. Симоновский // Физико-математические науки на современном этапе развитии Ставропольского государственного университета сб материалов 51-й науч-практ конф -Ставрополь Изд-во СГУ, 2006 -С. 183-186
' if 4 4
Подписано в печать 23 05 2007 г Формат 60x84 1/16. Уел печ л — 1,0 Гарнитура «Times» Бумага офсетная. Печать офсетная. Заказ 345. Тираж 100 экз Отпечатано в типографии издательско-полиграфического комплекса СтГАУ «АГРУС», г Ставрополь, ул Мира, 302
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1 - ПРОЦЕССЫ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА ПРИ КИПЕНИИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1.1 Краткие исторические сведения об изучении процесса кипения магнитной жидкости в магнитном поле.
1.2 Теплообмен при нестационарном кипении магнитной жидкости на поверхности тел цилиндрической формы.
1.3 Теплообмен при нестационарном кипении магнитной жидкости на поверхности вертикальной пластины.
1.4 Нестационарный теплообмен при кипении магнитной жидкости на поверхности шара
Актуальность проблемы и направление исследований
Попытки синтезировать магнитоуправляемые материалы с использованием порошков ферромагнетиков были еще в 1950-х годах. Удачные попытки создания магнитных жидкостей были произведены к 1960-м годам. Впервые устойчивые магнитные жидкости были получены с помощью химического осаждения в середине 1960-х годов. Современные магнитные жидкости представляют из себя коллоидные растворы магнитных частиц од-нодоменного размера, которые обладают постоянным магнитным моментом. В последнее время сильно возрос интерес к практическому применению магнитных жидкостей. Это связано с удивительным сочетанием недостижимых в иных материалах свойств сильной магнитоуправляемости и традиционных качеств обычных жидкостей.
С изучением уникальных свойства магнитных жидкостей появилась возможность создавать оригинальные устройства с необычными конструктивными решениями. Широкое применение магнитных жидкостей отразилось в различных отраслях машиностроения, техники, медицины, науки, экологии и пр. Лечение злокачественных опухолей, локальная доставка лекарств, а также некоторые виды операций стали доступны с применением магнитных жидкостей в медицине. Существенное увеличение срока службы и улучшение условий работы отдельных узлов машин, например уплотнений, в механизмах передачи движения, демпферах, подшипниках, можно получить с помощью магнитных жидкостей. Экологические службы получили возможность очистки водоемов от различных загрязнений, таких как нефтепродукты и т.д.
Однако, несмотря на более чем сорокалетнюю историю изучения магнитных жидкостей такой важный для применения фазовый переход как процесс кипения магнитных жидкостей остается практически неизученным. Во многих странах мира уже более 50 лет теоретически и экспериментально изучают магнитные жидкости, каждый год проводится несколько международных конференций. Было опубликовано большое количество монографий [1-7], сотни крупных статей, посвященных различным аспектам физико-химии, механики, оптики, тепло- и массопереноса в магнитных жидкостях. Процессы теплообмена при кипении магнитных жидкостей фактически стали изучать лишь с начала 80-х годов. В 80-х годах большой интерес к изучению теплофизики кипения магнитных жидкостей появился в результате предложения, сделанного профессорами Чекановым В.В. и Симоновским А .Я., применять магнитные жидкости в качестве закалочных сред (Авторское свидетельство СССР № 985076. Заявл. 26.05.81 № 3294878/22-02. Опубл. 30.12.82 в Б.И. 1982, № 48).
При охлаждении образца в закалочной среде имеют место различные режимы кипения. Пузырьковый режим кипения охлаждающей среды наблюдается при температуре теплоотдающей поверхности ниже температуры основного превращения в стали - мартенситного. Мартенситное превращение в стали происходит в низкотемпературной области охлаждения, изучение пузырькового кипения в магнитной жидкости и влияние на него магнитного поля приобретает особый интерес и важность. Технологические процессы, связанные с кипением, требуют глубокого понимания всех деталей такого фазового перехода. Более широкий интерес для теплофизики представляет изучение процессов пузырькового кипения магнитной жидкости, связанный с применением магнитных жидкостей теплоносителем в различных тепло- и электротехнических устройствах [1-10].
До сих пор остаются невыясненными вопросы, касающиеся зарождения и развития паровой полости на поверхности нагрева в постоянных и переменных магнитных полях, распределения температур в жидкости и соприкасающейся теплоотдающей поверхности нагревателя. Неизученными остаются тепловые параметры кипения жидкости, такие как коэффициент теплоотдачи и плотность теплового потока, геометрия парового пузырька, частота его отрыва от теплоотдающей поверхности, а так же скорость его всплытия.
Изучение процесса пузырькового кипения магнитных жидкостей осложнено многообразием динамических структур, а также статистическим характером взаимодействия различных факторов. До сих пор существуют различные теории о механизмах теплопереноса при пузырьковом кипении обычных жидкостей [93]. Во многих теоретических моделях теплообмена обычных жидкостей упоминается наиболее важный с точки зрения анализа механизмов переноса тепла кинетический параметр процесса пузырькового кипения жидкостей - частота образования пузырьков пара [94].
Все это подтверждает актуальность предложенной диссертационной работы. Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию указанных выше вопросов.
Данная диссертационная работа выполнялись в Ставропольском государственном аграрном университете в 2003-2007 годах в соответствие с планом научно-исследовательских работ университета. Работа поддерживалась коллективным грантом Института механики Московского Государственного Университета РФФИ № 05-01-00839.
Цель работы
Заключается в экспериментальном и теоретическом исследовании влияния внешнего постоянного однородного и неоднородного магнитных полей на частоту образования пузырьков пара и теплообмен при пузырьковом режиме кипения магнитной жидкости на одиночном центре парообразования.
Задачи исследования
Исследование указанных вопросов было связано с решением следующих задач:
1. Разработать и теоретически обосновать метод исследования влияния магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при пузырьковом режиме кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования.
2. Разработать и создать автоматизированную экспериментальную установку для измерения частоты образования пузырьков пара и тепловых потоков при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования.
3. Экспериментально и теоретически изучить влияние внешнего постоянного однородного и неоднородного магнитных полей на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования.
4. Теоретически исследовать влияние магнитных полей на величину диаметра паровых пузырьков, отрывающихся от поверхности нагрева и частоту их отрыва от поверхности нагревателя.
5. Экспериментально изучить влияние концентрации магнитной фазы на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости в различных магнитных полях.
6. Экспериментально и теоретически изучить влияние однородного и неоднородного магнитных полей на теплообмен при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования.
Научная новизна работы состоит в следующем
1. Впервые предложен и теоретически обоснован индукционный метод экспериментального изучения влияния магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования.
2. Впервые экспериментально выявлена зависимость частоты образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости с различным содержанием магнитной фазы от величины напряженности внешнего однородного магнитного поля.
3. Впервые экспериментально найдена зависимость частоты образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости с различным содержанием магнитной фазы в неоднородном магнитном поле от напряженности, величины и направления его градиента по отношению к направлению силы тяжести.
4. Впервые экспериментально установлено влияние однородного магнитного поля на интенсивность теплообмена при кипении магнитной жидкости с различным содержанием магнитной фазы на одиночном центре парообразования.
5. Впервые экспериментально найдена зависимость величины удельных тепловых потоков при кипении магнитной жидкости с различным содержанием магнитной фазы от напряженности и величины градиента неоднородного магнитного поля.
На защиту выносятся следующие положения и результаты
1. Экспериментальный метод и теоретический анализ его особенностей для изучения частоты образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости.
2. Результаты экспериментов по изучению влияния однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования показавшие зависимость температуры начала образования пузырьков пара, концентрации магнитной фазы в жидкости и напряженности магнитного поля на частоту образования пузырьков пара.
3. Результаты теоретического анализа механизмов влияния однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования и полученные в результате этого анализа выражения для отрывного диаметра пузырька пара и частоты образования пузырьков пара.
4. Результаты экспериментов по изучению влияния неоднородного магнитного поля с различным направлением градиента по отношению к направлению силы тяжести на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования, показавшие зависимость температуры начала образования пузырьков пара в жидкости, влияние концентрации магнитной фазы в жидкости и напряженности магнитного поля, а также величины и направления его градиента на частоту образования пузырьков пара.
5. Результаты теоретического анализа механизмов влияния неоднородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования и полученные в результате этого зависимости для величины отрывного диаметра пузырька пара и частоты отрыва пузырьков пара.
6. Результаты экспериментов по изучению влияния однородного и неоднородного магнитных полей на интенсивность теплообмена при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования, показавшие значительное изменение интенсивности удельных тепловых потоков при кипении магнитных жидкостей от величины напряженности однородного и неоднородного магнитных полей и величины градиента неоднородного магнитного поля.
7. Критериальные зависимости интенсивности теплообмена при кипении магнитной жидкости в однородном и неоднородном магнитном поле на одиночном центре парообразования.
Апробация работы
Результаты проведенных исследований докладывались на научно-практических конференциях СтГАУ в 2004, 2005, 2006, 2007 гг.; научно-практической конференции преподавателей, аспирантов и студентов Ставропольского государственного аграрного университета «Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК», 2006 г.; 11-й и 12-й Международных конференциях по магнитным жидкостям, г. Плёс, 2004 г. и 2006 г.; 50-й и 51-й научно-методических конференциях преподавателей и студентов «Университетская наука - региону», СГУ, 2005, 2006 гг.; представлялись на международной конференции по методам физико-математических наук, г. Орел, 2006 г.; на IX Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике, г. Нижний Новгород, 2006 г.; международной молодежной научной конференции, г. Казань, 2006 г.
Достоверность полученных результатов подтверждается проведением измерений с помощью стандартных приборов и оборудования; статистической обработкой результатов многочисленных экспериментов; использованием в теоретическом анализе известных из теории кипения обычных жидкостей положений, качественным совпадением результатов проведенных экспериментов и предложенных для их описания математических зависимостей, непротиворечием результатов работы основным положениям теплофизики кипения.
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 11 работ. В том числе 1 работа из списка журналов, рекомендованных ВАК, 7 работ на Международных и Всероссийских конференциях, 3 работы на региональных конференциях.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключении сформулируем основные результаты диссертационной работы.
1. Предложен и математически обоснован метод для измерения частоты образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования.
2. Найдены зависимости частоты образования пузырьков пара, температуры жидкости начала образования пузырьков пара и влияние концентрации магнитной фазы от величины приложенного однородного магнитного поля.
3. Дано объяснение механизма влияния однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости. В частности, выписаны выражения для определения величины отрывного диаметра пузырька пара и частоты отрыва пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования в однородном внешнем магнитном поле. Показано существенное влияние однородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара. Найдено, что начало закипания жидкостей смещается в сторону больших температур жидкости с увеличением напряженности однородного магнитного поля на уровне поверхности нагревателя.
4. Выявлены зависимости частоты образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования в условиях наложения неоднородного магнитного поля. Показано существенное влияние неоднородного магнитного поля на частоту образования пузырьков пара. Найдено, что начало закипания жидкостей смещается в сторону больших температур жидкости с увеличением напряженности неоднородного магнитного поля на уровне поверхности нагревателя.
5. Дано объяснение механизму влияния неоднородного магнитного поля на процесс кипения магнитной жидкости на одиночном центре парообразования. В частности, выписаны выражения для определения отрывного диаметра пузырька и частоты образования пузырьков пара при кипении магнитной жидкости в неоднородном магнитном поле.
6. Показано, что однородное и неоднородное магнитные поля с различным направлением градиента по отношению к направлению силы тяжести приводит к существенным изменениям интенсивности теплоотдачи при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования.
7. Выписаны критериальные зависимости теплообмена при кипении магнитной жидкости на одиночном центре парообразования в неоднородном внешнем магнитном поле.
8. В результате проведенных работ было показано, что магнитное поле является эффективным средством управления процессами тепло- и массопе-реноса при пузырьковом кипении магнитных жидкостей.
1. Фертман, В.Е. Магнитные жидкости: Справочное пособие /В.Е. Ферт-ман. Минск: Высш. шк., 1988. - 184 с.
2. Такетоми, С. Магнитные жидкости: Пер. с японск /С. Такетоми, С. Тикадзуми. М.: Мир, 1993. - 272 с.
3. Розенцвейг, Р.Е. Феррогидродинамика: Пер.с англ /Р.Е. Розенцвейг
4. М.: Мир, 1989.-356 е., ил.
5. Баштовой, В.Г. Введение в термомеханику магнитных жидкостей /В.Г.
6. Баштовой, Б.М. Берковский, А.Н. Вислович. М.: ИВТАН, 1985. - 188 с.
7. Бибик, Е.Е. Реология дисперсных систем /Е.Е. Бибик JI.: Изд-во Jleнингр. ун-та, 1981 72 с.
8. Берковский, Б.М. Магнитные жидкости /Б.М. Берковский, В.Ф. Медведев, М.С. Краков М.: Химия, 1989. - 240 с.
9. Гогосов, В.В. Гидродинамика намагничивающихся жидкостей /В.В. Гогосов, В.А. Налетова, Г.А. Шапошникова // Итоги науки и техники. Сер. Механика жидкости и газа. М.: ВИНИТИ, 1981. - Т. 16. - С. 76-208.
10. Исаченко, Н.П. Теплопередача /Н.П. Исаченко, К.В. Осипова, Г.П.
11. Сукомел М.: Наука, 1978. - 324 с.
12. А. с. 985076 СССР. Закалочная среда / Ставропольский пединститут: авторы изобретения В.В. Чеканов, А.Я. Симоновский. Заявл. 26.05.81, № 3294878/22-02; опубл. 30.12.82 // Б.И., 1982, № 48.
13. Несис, Е.И. Кипение жидкостей /Е.И. Несис М.: Наука, 1973. - 280 с.
14. Зигель, Р. Теплообмен в условиях ослабленной гравитации // Успехи теплопередачи /Р. Зигель М., 1970. - С. 162-259.
15. Несис, Е.И. Основные проблемы физики кипения и пути интенсификации теплообмена при фазовом превращении /Е.И. Несис, В.В. Чеканов // Тепломассообмен. V.- Минск, 1976. - Т.З., Ч. 1 - С. 32-40.
16. Симоновский, А.Я. Об измерении частоты парообразования при кипении магнитной жидкости /А.Я. Симоновский, С.Н. Верховский II Тезисы докладов IV конференции по магнитным жидкостям. Иваново, 1985.-С. 94-95.
17. Блум, Э.Я. Проблемы теплообмена при кипении намагничивающихсяжидкостей /Э.Я. Блум, М.М. Майоров, А.О. Цеберс // Тепломассообмен -IV.-Минск, 1980.-Т. IV-Ч. 1.-С. 59-65.
18. Берро, Л.Г. Вопросы теплообмена при кипении ферромагнитной жидкости в магнитном поле /Л.Г. Берро, А.Я. Симоновский, В.В. Чеканов // Тепломассообмен. VI. - Минск, 1980. - Т. IV. - Ч. 1. - С. 53-58
19. Мартынов, С.И. Пленочное кипение магнитной жидкости в поле прямолинейного проводника с током /С.И. Мартынов // Магнитная гидродинамика. 1984. -№ 1. - С. 25-28.
20. Мартынов, С.И. О кипении намагничивающихся жидкостей в магнитных полях /С.И. Мартынов, Н.Г. Тактаров // Материалы II Всесоюзной школы-семинара по магнитным жидкостям. М., 1981. - 39 с.
21. Стругов, В.Г. Особенности теплообмена при кипении магнитных жидкостей /В.Г. Стругов, В.В. Чеканов // Теплофизика и гидрогазодинамика процессов кипения и конденсации. Рига, 1982. - Т. 1. - С. 37-38.
22. Мартынов, С.И. Образование и движение пузырьков в намагничивающейся жидкости в магнитном поле /С.И. Мартынов, В.А. Нале-това // Теплофизика и гидродинамика процессов кипения и конденсации.-Рига, 1982.-Т. 1. С. 53.
23. Гогосов, В.В. Явление Лейденфроста в магнитных жидкостях /В.В. Гогосов, С.Ю. Аванесов, О.А. Авдеева, М.Ю. Клименко, А.Я. Симоновский // 8-я Международная Плесская конф. по магнитным жидкостям: Сб. науч. тр. Плес, 1998. - С. 124-126.
24. Симоновский, А.Я. Нестационарный теплообмен цилиндра при кипениимагнитной жидкости /А.Я. Симоновский, В.В. Чеканов // Материалы II Всесоюзной школы-семинара по магнитным жидкостям. М.: Изд-во Московского Университета, 1981. - С. 48-49
25. Кондратьев, Г.М. Регулярный тепловой режим /Г.М. Кондратьев М.:1. ГИТТЛ, 1954.-250 с.
26. Симоновский, А.Я. Теплоперенос при закалочном охлаждении в магнитной жидкости /А.Я. Симоновский // Магнитная гидродинамика, 1988.-№2.-С. 67-72.
27. Симоновский, А.Я. О локальных параметрах охлаждения цилиндра вмагнитной жидкости /А.Я. Симоновский, С.Н. Верховский // Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции по магнитным жидкостям. Т.2. - Иваново, 1985. - С. 96-97.
28. Симоновский, А.Я. Температурное поле цилиндра при закалке в магнитной жидкости /А.Я. Симоновский, С.В. Кадников // Тезисы докладов V Всесоюзной конференции по магнитным жидкостям. Т.2 -М., 1988.-С. 82-83.
29. Гогосов, В.В. Управление тепло- и массопереносом в магнитных жидкостях. 1. Распределение температуры при охлаждении цилиндра в магнитной жидкости /В.В. Гогосов, В.В. Кирюшин, А.Я. Симоновский // Магнитная гидродинамика. 1994. - Т.ЗО, № 2. - С. 163-170.
30. Гогосов, В.В. О локально-неоднородном охлаждении при закалке в магнитной жидкости /В.В. Гогосов, А.Я. Симоновский // Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. М., 1989. - С. 3-12.
31. Gogosov, V.V. Heat and mass transfer in magnetic fluids. The First Japan- CIS Joint Seminar on Electromagnetomechanics in Structures /V.V. Gogosov, A.Ya. Simonovskii // The Japan Society of Applied Electromagnetics Tokyo, Japan. - 1992. - P. 26-28.
32. Gogosov, V.V. Quenching and Separation in magnetic fluids /V.V. Gogosov,
33. A.Ya. Simonovskii, R.D. Smolkin // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. North - Holland - 1990. - № 85. - P. 227-232
34. Верховский, C.H. Структура и свойства сталей после управляемойзакалки в магнитной жидкости /С.Н. Верховский, Л.И. Миркин, А.Я. Симоновский // Физика и химия обработки материалов. 1990. -№2.-С. 127-132.
35. Баштовой, В.Г. Влияние ориентации магнитного поля на процесс теплопереноса при кипении магнитных жидкостей /В.Г. Баштовой, О.Ю. Волкова, А.Г. Рекс // Магнитная гидродинамика. 1992. - № 2. - С. 27-31.
36. Волкова, О.Ю. Теплоотдача цилиндра магнитной жидкости с потокомпузырьков газа /О.Ю. Волкова, А.Г. Рекс // Тезисы докладов VI Всесоюзной конференции по магнитным жидкостям. М., 1991. -Т.1.-С. 80-81.
37. Bashtovoi, V.G. Controlled heat transfer in two-component magnetofluidssystems /V.G. Bashtovoi, S.G. Poginnitskaya, A.G. Reks, 0. Yu. Volkova //J. of Magnetism and Magnetic Materials. 1993. -№ 122 - P. 309-311.
38. Bashtovoi, V.G. The influence of the Magnetic and Direction of a Magnetic
39. Field intensity on the Critical Parameters of a Heat Exchange At Magnetic Fluid Boiling. Abstracts of the seventh international conference on magnetic fluids /V.G. Bashtovoi, G. Challant, O.Yu. Volkova ICMF-VII. -Bhavanagar. India. - 1995. - P. 223-224.
40. Баштовой, В.Г. Управление кипением магнитных жидкостей /В.Г. Баштовой, Б.М. Берковский, А.Г. Рекс // Труды Института тепло- и мас-сообмена имени А.В.Лыкова АН БССР. Минск, 1990. С. 3-8.
41. Bashtovoi, V.G. Boiling heat transfer in magnetic Materials /V.G. Bashtovoi,
42. G. Challant, O.Yu. Volkova 1993. -№ 122. - P. 305-308.
43. Гогосов, В.В. Теплообмен пластины с магнитной жидкостью вблизи поверхности пластины /В.В. Гогосов, О.А. Гришанина, В.В. Кирюшин, А.Я. Симоновский // 7-я Международная Плесская конф. по магнитным жидкостям: Сб. науч. тр. Плес, 1996. -С. 103-104.
44. Гришанина, О.А. Явления тепломассопереноса при закалочном охлаждении в магнитной жидкости /О.А. Гришанина, А.Я. Симоновский // Механизация сельскохозяйственного производства. Сборник научных трудов СГСХА. Ставрополь, 1997. - С. 45-49.
45. Гришанина, О.А. Фигуры равновесия свободной поверхности магнитнойжидкости вблизи поверхности пластины /О.А. Гришанина, А.Я. Симоновский // Механизация сельскохозяйственного производства. Сборник научных трудов СГСХА. Ставрополь, 1997. С. 67-73.
46. Гришанина, О.А. Теплообмен пластины с магнитной жидкостью. 2.
47. Милн-Томсон, J1.M. Теоретическая гидродинамика /JT.M, Милн-Томсон,1. М.: Мир, 1964.-655 с.
48. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник. М.:
49. Машиностроение, 1983. 352 с.
50. Gogosov, V.V. New results on Heat and Mass Transfer in Magnetic Fluids
51. V.V. Gogosov, Kh.D. Iskanderov, V.V. Kiryushin, A.Ya. Simonovskii // Proceedings of the International Symposium on Microsystems. Intelligent Material and Robots. Sendai. Japan. - 1995. - P. 279-280.
52. Gogosov, V.V. Investigation of Heat Transfer at Cooling of the Solid
53. Sphere in the Magnetic Fluid /V.V. Gogosov, Kh.D. Iskanderov, V.V. Kiryushin, A.Ya. Simonovskii // Russian Japanese joint seminar "The Physics and Modeling of Intelligent Materials and their Applications". Book of Abstract. - Moscow. 1996. - P. 45.
54. Искандеров, Х.Д. Теплообмен шара с магнитной жидкостью.
55. Гогосов, В.В. Теплообмен шара с магнитной жидкостью /В.В. Гогосов,
56. Х.Д. Искандеров, В.В. Кирюшин, А.Я. Симоновский // Физико-химические и прикладные проблемы магнитных жидкостей. Сб. науч. тр. / СГУ. Ставрополь, 1997.-С. 167-175.
57. Gogosov, V.V. Cooling of a Magnetizable Ball in Magnetic Fluids in the
58. Presence of a Magnetic Field /V.V. Gogosov, Kh.D. Iskanderov, V.V. Kiryushin, A.Ya. Simonovskii // Proceedings of the Steclov Institute of Mathematics. Vol. 223, 1998. P. 66-74.
59. Гогосов, В.В. Закалка стальных шаров в магнитной жидкости /В.В. Гогосов, Х.Д. Искандеров, А.Я. Симоновский // 8-я Международная Плесская конф. по магнитным жидкостям: Сб. науч. тр. Плес, 1998. -С. 236.
60. Кобаско, Н.Н. Закалка стали в жидких средах под давлением /Н.Н. Кобаско. Киев: Наукова думка, 1980. - 208 с.
61. Гуляев, JI.M. Металловедение /Л.М. Гуляев. М.: Высшая школа.1989.-563 с.
62. Лахтин, Ю.М. Термическая обработка стали. Основы теории и технологии /Ю.М. Лахтин. М.: Машиностроение, 1973. - 69 с.
63. Петраш, Л.В. Закалочные среды /Л.В. Петраш. М.: Машгиз, 1959. - 111 с.
64. Бернштейн, М.Л. Закалка стали в магнитных полях /М.Л. Бернштейн.- М.: Машгиз, 1959. 102 с.
65. Гогосов, В.В. Использование магнитной жидкости в качестве закалочной среды /В.В. Гогосов, А.Я. Симоновский, Н.Н. Коробова // Механизация и автоматизация производства. 1990. № 6. - С. 34-35.
66. Верховский, С.Н. Повышение долговечности пальцев гусеницы тракторного двигателя /С.Н. Верховский, О.А. Елизаров, А.Я. Симоновский, А.А. Барбелко // Тезисы докладов краевой научно-практической конференции молодых ученых. Ставрополь, 1983. - С. 94-95.
67. Верховский, С.Н. Изменение твердости и микроструктуры углеродистых сплавов при закалке в магнитной жидкости /С.Н. Верховский, А.Я. Симоновский // Материалы III Всесоюзной школы-семинара по магнитным жидкостям. Плес, 1983. - С. 50-53.
68. Симоновский, А.Я. Формирование пристенного кипящего слоя и структурные превращения в стали при закалке в магнитной жидкости /А.Я. Симоновский // Тезисы докладов XII Рижского совещания по магнитной гидродинамике. Саласпилс, 1987. - С. 219-222.
69. Bashtovoi, V.G. Nguyen Auyet Thang. Experimental study of heat transfercontrol in rectangular channel with magnetofluid coating /V.G. Bashtovoi, V.A. Chernobai II J. of Magnetism and Magnetic Materials. 1993. -№ 122.-P. 294-296.
70. Волкова, О.Ю. Нестационарные процессы теплообмена при закалке вмагнитных жидкостях под воздействием магнитного поля: Авто-реф. дис. . канд. техн. наук. /О.Ю. Волкова. Минск, 1993. - 17 с.
71. Ильин, И.Н. О взаимном влиянии в системе «твердое тело-жидкость»в процессе длительного кипения при неизменном тепловом потоке /И.Н. Ильин, Д.П. Турлайс, Я.М. Ротбаум // Кипение и конденсация.-Рига, 1979, С. 60-67.
72. Турлайс, Д.П. Механизм взаимодействия кипящей жидкости с поверхностью теплообмена в процессе длительного кипения: Автореф. дис. . канд. техн. наук. /Д.П. Турлайс. Каунас., 1987. - 20 с.
73. Двайер, О. Теплообмен при кипении жидких металлов /О. Двайер.1. М.: Мир, 1980.- 519 с.
74. Исаев, С.И. и др. Теории тепломассообмена /С.И. Исаев и др. М.:1. Высшая школа, 1979,495 с.
75. Блум, Э.Я. Тепло- и массообмен в магнитном поле /Э.Я. Блум, Ю.А.
76. Михайлов, Р.Я. Озолс. Рига, «Зинатне», 1980, 355 с.
77. Вукалович, М.П. Термодинамика /М.П. Вукалович, И.И. Новиков.
78. М.: Машиностроение, 1972, 670 с.
79. Блум, Э.Я. Магнитные жидкости /Э.Я. Блум, М.М. Майоров, А.О. Цеберс. Рига: «Зинатне», 1989. - 386 с.
80. Rohsenow, W.M. A Method of Correlating Heat Transfer Data for Surface
81. Boiling of Liquids /W.M. Rohsenow // Trans. ASME, 74,1952. 969 p.
82. Кутеков, A.M. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании
83. A.M. Кутеков, J1.C. Стерман, Н.Г. Стюшин. М.: «Высшая школа», 1983.-448 с.
84. Лабунцов, Д.А. Современные представления о механизме пузырьковогокипения жидкостей /Д.А. Лабунцов // Теплообмен и физическая газодинамика. М., 1974.-С. 98-115.
85. Толубинский, В.И. Теплообмен при кипении /В.И. Толубинский. Киев:
86. Наукова думка, 1980. 316 с.
87. Симоновский, А.Я. Процессы тепло- и массопереноса при кипении магнитной жидкости /А.Я. Симоновский, М.А. Кобозев // 12-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям: Сб. науч. тр. / Плес, Россия, 2006. С. 179-183.
88. Кобозев, М.А. Влияние магнитного поля на процессы генерации парапри кипении магнитной жидкости /М.А. Кобозев, науч. рук-ль А.Я. Симоновский // XIV Туполевские чтения, международ, молодежная науч. конф., (т. 2) / Казань, Россия, 2006. С. 159-160.
89. Ю5.Арфкен, Г. Математические методы в физике /Г. Арфкен // Перевод с англ. М.: Атомиздат, 1970. 708 с.
90. Юб.Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена /С.С. Кутателадзе 2-е изд., перераб. и доп. - M.-JL: Машгиз, 1962. - 456 е., илл.
91. Вонсовский, С.В. Магнетизм /С.В. Вонсовский. М.: Наука, 1971. - 1032 с.
92. Исаев, С.И. Теория тепломасообмена: Учебник для вузов /С.И. Исаев,
93. И.А. Кожинов и др.; Под ред. А.И. Леонтьева. М.: Высшая школа, 1989.-495 е., ил.
94. Kaiser, R. Magnetic properties of stable dispersions of subdomain magnetite particles /R. Kaiser, G. Miskolczy // J. Appl. Phys. 1970. - V. 41, № 3 - P. 1064-1072.
