Математическое моделирование испарения закрученного потока криогенной жидкости при пленочном режиме кипения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Карпова, Ольга Борисовна АВТОР
кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Казань МЕСТО ЗАЩИТЫ
1993 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.14 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Математическое моделирование испарения закрученного потока криогенной жидкости при пленочном режиме кипения»
 
Автореферат диссертации на тему "Математическое моделирование испарения закрученного потока криогенной жидкости при пленочном режиме кипения"

к КАЗАН8КИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ® ^ им. А.Н.ТУПОЛЕВА

■] 5 НОЯ ЮОЗ ' ^

На правах рукописи

КАРПОВА ОЛЬГА БОРИСОВНА

УДО: 536.4*536.45:621.59

Математическое моделирование испарения закрученного потока криогенной жидкости при пленочном режиме кипения

01.04.14 - Теплофизика и молекулярная физика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени' кандидата технических наук

Казань 1993

. Работа выполнена в Казанском государственном техническом университете им. А.Н.Туполева.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки и техники РСФСР и ТАССР В.К.Щукин

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки и техники Республики Татарстан, зав. кафедрой Alfil КРГУ А.В.Фафурин

- кандидат технический наук, доцент каф. Спеццвигателей КГТУ им. А.Н. Туполева Б.И.Наумов

Ведущая организация - КОКБ "Союз" г.Казань

Защита состоится "" 1993г. в часов на

заседании специализированного Совета К 063.43.Oí при Казанском государственном техническом университете по адресу: 420111, г.Казань, ул, Карла Маркса, д. 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ, Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук,

старший научный сотрудник ~~г А.Г:Каримова

ОЩ/Щ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акту ально_сть_теш.

Расширение областей применения криогенных жидкостей определяет необходимость разработки и создания эффективных устройств реализации процесса их испарения - испарителей криогенной жидкости. При разработке таких устройств актуальным является вопрос оптимизации геометрических параметров, решение которого направлено на уменьшение габаритов и массы испарителя.

Для оптимизации конструктивных параметров испарителя необходимы расчетные соотношения, позволяющие определить теплоотдачу в испарителе, чтобы иметь возможность получать информацию об изменении паросодержания по длине трубы испарителя. Эти соотношения получают на основе эксперимента. Однако, анализ опытных данных и их обобщение затруднены из-за отсутствия информации о скорости скольжения, определяемой как разность (или соотношение) скоростей жидкости и пара, термической неравновесности, харак-ризуемой соотношением температуры пара и кипящей жидкости. Экспериментальные исследования весьма малочисленны, кроме этого, определение этих величин в кипящем потоке практически невозможно . В связи с этим, разработку математической модели процесса испарения закрученного потока криогенной жидкости, с одной стороны, достаточно полно отражающей описываемые процессы, и, с другой стороны, достаточно краткой, чтобы быть использованной при оптимальном проектировании испарителей криогенных жидкостей, следует считать весьма актуальной'.

Цель_работы.

Основные цели диссертационной работы: создание математической модели процесса испарения закрученного потока криогенной жидкости при пленочном кипении в режиме Лейденфроста; на основе физического и математического анализа обоснование вероятности протекания процесса испарения закрученного потока криогенной жидкости в режиме Лейденфроста; проверка адекватности расчетных результатов, полученных на основании аналитических соотношений данной модели экспериментальным данным исследования теплоотдачи и гидравлического сопротивления при течении криогенной жидкости в канале с закруткой потока; на основе математической модели процесса проведение, анализа факторов, влияющих на скорость испарения закрученного потока криогенной жидкости.

Научная новизна.

Разработанная математическая модель закрученного испаряющегося потока криогенной жидкости является работой, не имеющей аналогов в научной литературе, и служит целям создания испарителей криогенных жидкостей с закруткой потока. Выявлены условия существования режима Яейденфроета, выполнено установление границ этого режима, проведено исследование теплообмена и гидравлического сопротивления в каналах с односторонним подводом тепла при закритических вдувах.

Практичес кая_це нно_ст_ь.

Созданная математическая модель процесса испарения закрученного потока криогенной жидкости в области пленочного кипения в режиме ЛеЦденфроста и программа расчета позволяют получить количественную информацию о тепловых и гидродинамических характеристиках закрученных потоков криогенной жидкости и может быть использована при создании системы оптимального проектирования испарителей с закруткой потока.

Реализащя_в_п£0 мышледно_сти.

Программа использована для расчета испарения криогенной жидкости в канале в режиме Лейденфроста в КОКБ "Союз".

Ап£оба^я работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на X Всесоюзной конференции по "Математическому моделированию физико-химических процессов в энергетических установках" (КАИ, г.Казань, Х991г.), на заседаниях XX школы-семинара молодых ученых и специалистов "Современные проблемы газодинамики и тепломассообмена и пути повышения эффективности энергетических установок" (МГТУ, г.Москва, Х993г.), на научно-техническом семинаре "Внут-рикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика, диагностика" (Высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им. М.Н.Чистякова, г.Казань, 1993г.), на заседании ХП международной школы "Модели в механике сплошной среды" (КГТУ, г.Казань, 1993г.), на научно-технических конференциях КАИ (г.Казань, 1990-1993 г,г.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы.

Работа состоит из введения, четырех глав, выводов.и списка использованной литературы. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка и 1 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во_в_ведении обосновывается актуальность разработанной математической модели тепловых и гидродинамических процессов в испаряющемся закрученном потоке криогенной жидкости и формулируются задачи исследования.

В первой главе представлен анализ возможных режимов кипения криогенных жидкостей в трубах, содержится информация об условиях возникновения режима Лейденфроста.

Кипение криогенных жидкостей характеризуется определенными особенностями, обусловленными тем, что данный процесс протекает обычно при сравнительно невысоких температурах, при больших тепловых нагрузках и температурных напорах. Для парогенераторов чаще характерны закризисные режимы кипения, для интенсификации которых используются три различных способа: турбулизация потока в пристенной области; использование поля инерционных массовых сил; нанесение на поверхность теплообмена специальных покрытий. Рассмотрению способов интенсификации процесса кипения криогенных жидкостей и анализу их эффективности посвящен один из параграфов данной главы.

Проведен обзор и анализ результатов работ, посвященных кипению закрученных потоков в каналах. На основе данного теоретического исследования сделаны выводы о недостаточности и противоречивости содержащейся в научных публикациях информации о результатах исследования теплоотдачи и гидравлического сопротивления в данных потоках, а также об отсутствии надежной информащи о перечне и границах режимов течения и теплообмена. В соответствии со сделанными заключениями о недостатках экспериментального исследования кипящих закрученных потоков и отсутствии расчетных методов сделан вывод о необходимости и актуальности разработки математической модели закрученного потока криогенной жидкости.

Во__в_то£о_й £лаве представлена математическая модель процесса испарения закрученного потока криогенной жидкости при закризис-ном пленочном кипении в режиме ЛеИденфроста. На основе качественного анализа процесс течения и теплообмена закрученного по-

тока криогенной жидкости представлен как совокупность.четырех режимов.

Картина пленочного кипения в режиме Лейденфроста, представленная на рисунке 1, иллюстрирует процесс, при котором жидкость движется вдоль поверхности нагрева слоем толщиной ¿Г подковообразной формы и отделена от поверхности нагрева паровым зазором толщиной к , через который жидкость получает тепло от стенки, а перегретый пар вдоль поверхности трубы выходит в пространство над жидкой пленкой. Расстояние между торцами пленки жидкости и скрученной лентой, имеющей толщину $ , принимается равным 6 . Торцевые поверхности слоя жидкости и поверхность, обращенная к скрученной ленте, испаряются благодаря тепловому взаимодействию с перегретым паром и тепловцделению в ленте. На' чало режима Лейденфроста выявляется из анализа предельной длины канала, при которой еще возможен данный режим.

Рассмотрены границы пленочного кипения закрученного потока криогенной »едкости в режиме Лейденфроста. На основе анализа математической модели и опытных данных работ /I, 2/ получено уравнение подобия:

для расчета длины участка трубы от входа до перехода пленочного режима в дисперсный при испарении азота в диапазоне изменения критерия кипения &0 = (0,29 * 3,197)и степени закрутки ( $/& ) = 3 т 8,5. Здесь С - отношение протяженности участка трубы, занятого пленочным кипением в режиме Лейденфроста к внутреннему диаметру трубы Ж . Результаты обобщения иллюстрирует рисунок 2, на котором I - результаты экспериментов /Г/ и 2 - /2/ соответственно.

Из условия того, что обусловленная инерционным ускорением сила, с которой слой жидкости прижимается к поверхности нагрева, уравновешивается избыточным давлением пара, образувщегося благодаря тепловому взаимодействию поверхности пленки жидкости с теп-

1. Тепломассообмен при закризисном кипении криогенных жидкостей в полях массовых сил /Ю.Ф.Гортышов, В.К.Щукин, О.В.Карпова, С.Э.Тарасевич, И.Ю.Абрамов, А.Р.Абдрахманов. - Казань: КАИ, 1990. - 80с.

2. Berafes JOzspersed {¿¿л? ¿йШ/tf /piís-Ma? n<¿¿A

лопередашей поверхностью,записывается выражение для определения скорости истечения пара из-под пленки:

_г + и//

здесь У* , И/у - угловая скорость жидкости и пара; ,

_ плотность жидкости и пара; М - коэффициент, учитывающий потери напора на гидравлическое сопротивление трению и увеличение гидравлического сопротивления вследствие волнового характера поверхности пленки жидкости /3/.

Значение величины парового зазора Ь определяется исходя из того, что передаваемое от стенки тепло расходуется на испарение пленки жидкости и на перегрев образующегося пара,из следующего уравнения:

где ^ - плотность передаваемого теплового потока; теплоемкость пара; -¿^ - температура стенки; - темпера-

тура насыщения; у/ - коэффициент теплопроводности пара; М -"коэффициент, отражающий отличие процесса теплоперсноса от молекулярной теплопроводности.

Расход пара, образующегося при испарении с наружной (обращенной к стенке) поверхности слоя жидкости,определяется формулой:

лГт А£/£ (3)

где А 2 - протяженность расчетного участка, Л - теплота парообразования. Расход пара, образующегося на внутренней поверхности слоя жидкости:

/ //

лГт - + р {4)

А п2 г

- тепловой

здесь

поток, передаваемый пленке жидкости от перегретого пара в центральной части канала; - коэффициент теплоотдачи к внутренней

3-е 5

поверхности слоя жидкости в закрученном потоке /4/;. л ^ -тепловой поток от скрученной ленты.

Температура пара в выходном сечении расчетного участка (обозначенном верхним индексом (/7+1) определяется из баланса тепла: , Л

/^t/ "л я

& { =&е^'+А& £ <

/г Р/г а а /ъ. 1 Л/ ГЛ —2"— г 'Лг ГЪ ^ • (О)

При расчете толщины слоя жидкости используется два приближения:

% = <Г -¡¿Ъг ' <7)

ГЯС

Равенство изменения количества движения импульсу силы позволяет определить величину скорости:

1/1 (8)

где • ^/¿у - сила, приложенная к внутренней поверхности пленки жидкости; ¿> - сила, приложенная к ее наружной поверхности;

- сила, действующая на торцевую поверхность пленки.

Для расчета потерь давления на участке протяженностью используется формула:

АРгр + ± + , ' (9)

где Дртр ~ погери, определяемые трением, в центральном паровом канале; Д/^уск - потери, связанные с ускорением потока;

~ П0ТеРи> связанные с гравитацией в паре; А - гидравлическое сопротивление, обусловленное затратой ра(х>ты на перемещение пленки жидкости. При расчете величины учитывается то;- что центральный паровой канал образован двумя поверхностями, одна из которых неподвижна, а другая - поверхность движущейся пленки жидкости. Величина коэффициента гидравлического сопротивления рассчитывается в соответствии с /4, 5/.

4. у_к_и_н _ВЛ{. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. -М.: Машиностроение, 198и. Изд. 2-е. -240с.

5. П_е_т у_х_° Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. - М.: Энергия, 1967. - 412с.

В третьей главе содержатся описание и анализ результатов экспериментального' исследования теплообмена и гидравлического сопротивления в глухом канале с односторонним вдувом, выполненного с" целью уточнения математической модели испарения закрученного потока криогенной жидкости при пленочном кипении в режиме ЛеДценфроста, в вопросе характера тепловых и гидравлических процессов, имеющих место в паровом зазоре под пленкой жидкости.

Приведено описание экспериментальной установки, методика получения опытных данных и их обработки. Испарение с поверхности пленки жидкости моделируется вццувом воздуха через пористую пластину. Из-за малого значения отношения величины зазора к диаметру канала, имеющего место в модели, в данном экспериментальном исследовании вместо криволинейного канала рассматривается плоский.

Течение и теплообмен в канале с односторонним вдувом имеет особенности, заключающиеся в том,.что:

1) вдув газа идет в зазор, где центральный поток формируется вдуваемым газом;

2) в начальных сечениях канала из-за интенсивных вдувов отсутствует сформировавшийся пограничный слой (большая величина параметра / (/^ , где [р^^о ~ массовая скорость

{¡г ** /<=-=>

вдуваемого газа, (у3^)^ масеовая скорость осевого потока) ;

3) на некотором расстоянии от начального сечения на проницаемой поверхности начинает формироваться пограничный слой и проявляются защитные свойства вдува.

_ Результаты по относительному коэффициенту теплопроводности 'ffi) представлены на рисунке 3. Величина эффективного коэффициента теплопроводности, отражающего тепловые процессы в исследуемом зазоре и определяется по формуле:

¿г

</ ' V 'луо /,

где й^. - плотность потока массы вдуваемого воздуха, £ и -

температура газа на выходе и на входе в пористую пластину, и "Тпо - температура непроницаемой и 'проницаемой пластины.

На графике (рис. 3) очевидны два режима течения (.// изменяется с минимумом). При первом режиме, характеризуемом интен-

сивным вдувом: ё ^ ¿¿р ( ^ = 0,02 /&/) наблюдается уменьшение V , т.к. в области с закризисными вдувами процесс теп-лопереноса определяется поперечной конвекцией, создаваемой перемещающимися от пористой поверхности молями воздуха, причем, по мере удаления от-входа в канал и уменьшения коэффициента / , поперечная конвекция ослабевает вследствие увеличения массовой скорости центрального осевого потока ^р• Результаты обобщения опытных данных в этой области представлены на рисунке 4. Для / = 0,277 т 0,02 75% экспериментальных точек с отклонением + 30% обобщаются зависимостью:

(и)

При / £ ¿¿р имеет место передача тепла через ламинарно текущий поток, состоящий из двух пограничных слоев, в один из которых происходит вдув газа, и центральной части, находящейся между ними. Здесь для определения величины у/ получена формула:

Л. ф^

где ^ ш 1,5 _ коэффициент, отражающий влияние перестроения профиля скорости в ламинарном пограничном слое /3/; ^ - коэффициент, отражающий влияние вдува газа и определяемый из соотношения:

Здесь оС и о - коэффициенты теплоотдачи при вдувании охладителя и для непроницаемой стенки.

Получена обобщающая зависимость экспериментальных результатов при для определения коэффициента гидравлического сопротивления:

б. Г_л_а_з „к о_в _В.В. и д р. О турбулентном течении под проницаемыми пластинами/ Механика жидкости и газа, 1972, № 4, с.38-46.

для относительной длины ~ = 0 -5- 100. Результаты обобщения

п

представлены на рисунке 5, полученная зависимость (формула (14)) обобщает 1Ь% экспериментальных точек с погрешностью, не превышающей ¿¡5%.

Разработана методика получения значения ^ на участке, где Ь Ьф , а также получения величин коэффициентов и // . Для физических и геометрических условий, в рамках которых рассматривается применение математической модели, величина коэффициента ИГ равна 0,5 и М = 2.

В режиме Лейденфроста слой жидкости испаряется на расстоянии от поверхности теплообмена, т.к. бурное парообразование с нижней поверхности пленки жидкости приводит к оттеснению от поверхности нагрева. Наличие градиента давления (уменьшение давления в месте выхода пара) приводит к перемещению пара в сторону скрученной ленты. Гарантией существования пленочного течения в режиме Лейценфроста будет, очевидно, наличие условий, препятствующих входу пара через слой жидкости, а также наличие градиента давления, побуждающего пар перемещаться вдоль поверхности пленки в сторону скрученной ленты. Наличие этих условий, таким образом, способствует перемещению пара под пленкой в окружном направлении.

Теплоперенос через слой пара около поверхности нагрева зависит от высоты парового зазора Ь , который, в свою очередь, зависит от скорости истечения пара из зазора № . При равномерном паровыделении с поверхности пленки жидкости, обращенной в паровой зазор, скорость парового потока в зазоре пропорциональна длине его пути X' , следовательно, потери на грение будут пропорциональны Х/3, а потери на ускорение - протяженность пути пара в окружном направлении). Таким образом, потери напора резко возрастают в концевой части зазора, поэтому, схематизируя явление, считаем, что потери напора сосредоточены в выходном сечении канала, образованного поверхностью пленки жидкости и стенкой парогенерирующего канала. Таким образом, давление пара в выходном сечении изменяется от значения до р£ , давление в центральном паровом канале - р# . При реализации условий, когда давление р2 окажется меньше , истечение пара становится невозможным, и пар будет удаляться из Зазора путем барботажа через пленку жидкости. Тогда условие существования пленочного кипения в режиме Лейденфроста можно записать в форме неравенства:

Р* "А V/ ' и5)

9

где р^ - инерционная массовая сила слоя жидкости; /У^ - сила, обусловленная наличием поверхностного натяжения пленки жидкости - это силы, препятствующие выходу пара через слой жидкости; силы, способствующие выходу пара, обусловлены потерями давления на трение - ДРт/0 и потерями напора, связанными с ускорением пара аРье/с <

При выполнении равенства:

можно определить длину пути ¿, , при которой режим Лейден-фроста еще возможен.

. Полученная'формула для определения значения величины / имеет вид: .

где V - кинематический коэффициент вязкости пара; г - скрытая теплота парообразования; ^ - коэффициент, учитывающий изменение потерь на трение вследствие перестройки профиля скорости на начальном участке ^ , вдув ¿и. и волнообразование на поверхности пленки жидкости ^ /3/ и перестройку профиля скорости на нагревающей поверхности.

При расчете величины значения 7 нет возможности вы-

числить коэффициент ^ , поэтому он определяется на длине, рассчитанной по формуле: У/ с/

а его действительное значение определяется итерациями.

В четвертой ¿лаве представлены результаты апробации математической модели. Приведено краткое описание программы расчета, реализующей аналитические соотношения математической модели течения закрученного потока криогенной жидкости при пленочном кипении в режиме Лейденфроста. Исходными параметрами в программе являются условия на входе в парогенерирующий канал: расход крио-агента, величина подводимого теплового потока, расходное массовое паросодержание, давление на входе, температура криоагента на входе и геометрические характеристики трубы: ее длина, внутренний

диаметр и характеристики вставки: толщина и ее шаг на 180° поворота. К исходным данным относятся также шаг расчета и интервал вывода результатов на печать.

В результате реализации данной программы рассчитываются и вьщаются на печать следующие характеристики закрученного криогенного потока: температура пара и стенки, температуры насыщения, скорости паровой и жидкой фаз потока, расходное и истинное паросодержание, площади поперечного сечения трубы, занимаемые соответственно жидкой и паровой фазами, коэффициент теплоотдачи, толщина слоя жидкой пленки, толщина парового зазора между поверхностью нагрева и пленкой жидкости, давление, а также тепло-физические свойства в каждом расчетном сечении.

Сопоставление результатов расчета по данной программе с данными экспериментального исследования кипения закрученного потока азота /I/ показало их удовлетворительное совпадение. При этом в расчетах приняты значения X - 0,5 и М = 2, которые характерны для рассмотренной группы режимов. Рисунки 6 и 7 иллюстрируют изменение температуры стенки канала Т^ и давления р по длине трубы, полученные в результате эксперимента (линия I) и расчета (линия 2) при течении азота по трубе с внутренним диаметром 12'10"^ м, степенью закрутки ленты = 3 и дли-

ной 1,3 м и условиях на входе: плотность потока массы - 1005,8 кг/(йг'с), плотность подводимого теплового потока 19б,07'10 Вт/м*\ температура потока - 92 К и давление - 4,03"10^ Па. Как видно из графиков, отличие расчетного определения температуры стенки не превышает 2,7% и вычисления давления - Zí.

Созданная программа позволила провести анализ влияния различных факторов (режимных и конструктивных) на тепловые и гидравлические характеристики испарителя, результаты которого также содержатся в данной главе. С этой целью произведены расчеты при использовании следующих трех комбинаций исходных данных: I. fíy = = co/7SÍ , , = erar ; = , =

= cwsi , ^ = erar ; 3. - cwst, ^ , s/¿/<= ¿rs¿r~.

В качестве тепловых характеристик испарителя рассматриваются расходное паросодержание X и степень термической неравновесности пара /Ts . В качестве гидравлической характеристики рассматривается закономерность изменения давления по длине паро-генерирующего канала.

' На основании результатов апробации расчетной реализации созданной математической модели следует заключить, что ее ис-

пользование возможно и целесообразно при оптимальном проектировании испарителей криогенных жидкостей.

Рис. I. Картина пленочного кипения в режиме Лейденфроста

V 1,5

к-1 •-2

12 "Ч -сж М

36 ¿,2

фЗо-

Рис. 2. Результаты обобщения опытных данных

J

76 /У/У 33

Рис. 3. Изменение величины Я по длине канала

ць

J

О,I/

0,2

г О

о-? ®-з 4-9 <>-«•?-/о / Л

Л V У

Л цУ У 'о 7=2 а«

/ У

~/,6 -//-У -¿1 -(£> -¿М

Рис. 4. Результаты обобщения опытных данных по теплообмену Н = 10"3 м; 1 -.0,73 кг/См2-с); 2 - 0,0

кг/(м^'с); 3 кгАм^'с); 4 - 0,36 кг/(м2,с);

Ь - 0_,29 кг/См2'с); б - 0,26 кгДм^с); 7 - 0,2о кгАлГ'с); 8 - 0,23 кгАьГ'с); Л = 2* 10 м; Су 9 - 0,73 кгА^'с); Ю - 0,6 кг/(м2'с); II - 0,24 кгАм^с)

Кб

' 47 2,9 3/ 43

Рис. 5. Обобщение опытн^данных по гидравлическому сопротивлению ^

/7= 10~3 м; (р\У)0 : 1 - 0,66 кгАм^с); 2 - 0,6 кг/См*-с); 3 - 0,46 кгАм^с); 4 - 0,4 кгДм2'«); ь - и>3 кг/ (м с); 6 - 0,15 кг/С^-е): /7= 2-10" М; : 7 - 0,66 кг/См^с); 8 - 0,6

кг/(1Г-с); 9 - 0,48 кг/См-с); 10 - 0,4 кг/(м2'с)-Л - 0,29 кг/(м с)

Рис. 7. Изменение давления по длине канала

Основные результаты и выводы

1. Разработана математическая модель тепловых и гидродинамических процессов в испаряющемся закрученном потоке криогенной жидкости, позволяющая рассчитывать основные характеристики: степень сухости пара; сопротивление канала испаряющемуся потоку и степень температурной неравновесности пара.

При разработке математической модели:

а) на основе физического и математического анализа установлена методика, позволяющая выявить условия существования кипения в режиме Лейденфроста. Показано, что этот режим реализуется на значительной части канала;

б) с помощью имеющихся экспериментальных данных по испарению жидкого азота в трубе с закруткой потока скрученной лентой получено уравнение подобия для расчета границы перехода пленочного режима кипения в дисперсный;

в) на основе экспериментального исследования получено уравнение подобия для расчета теплопереноса через задор между поверхностью нагрева и пленкой жидкости в закритической (по вдуву газа) области, которая имеет место в рассматриваемой задаче;

г) в тех же условиях экспериментально получена информация о гидравлическом сопротивлении канала.

2. Сравнение результатов расчета и опытного исследования интенсивности теплообмена и гидравлического сопротивления штока азота в трубе со скрученной лентой показало их удовлетворительное совпадение.

3. Математическая модель испарения закрученного потока криогенной жидкости реализуется в программе для ЭВМ РС, при этом незначительность времени на расчет одного варианта позволяет использовать математическую модель и реализующую ее программу при оптимальном проектировании испарителей.

4. На основе математической модели проведен анализ характера влияния различных факторов на тепловые и гидродинамические характеристики закрученного потока криогенной жидкости.

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Щукин В.К., Карпова О.Б., Абдрахманов А.Р., Абрамов И.Ю., Тарасевич С.Э. Скорость скольжения и термическая неравновесность в кипящем потоке криогенной жидкости.//Межвузовский сб. науч.тру-

дов "Теплообмен и трение в двигателях и энергетических установках летательных аппаратов", 1992, с.101-109.

2. %кин В.К., Карпова О.В., Абдрахманов А.Р., Абрамов И.Ю. О формах течения кипящего закрученного потока криогенной жидкости // Сб. науч.тр № 68 , М.: Моск.энерг.ин-т, 1992, с.77-87.

3. Абдрахманов А.Р., Карпова О.Б., Тарасович С.Э. О режимах течения и теплообмена при кипении закрученного потока азота // Современные проблемы газодинамики и тепломассообмена и пути повышения эффективности энергетических установок: Тез. докл. IX школы-семинара молодых ученых и специалистов /Под ред. А.И.Леонтьева. -М.: Изд-во МГТУ, 1993, с.28-29.

4. Карпова O.S., Тарасевич С.Э. Теплообмен в глухом плоском канале с односторонним вдувом в закризисном режиме // Современ-

- ные проблемы газодинамики и тепломассообмена и пути повышения эффективности энергетических установок: Тез. докл. XX школы-се-шнара молодых ученых и специалистов /Под ред. А.И.Леонтьева. -■ М.: Изд-во МГТУ, 1993, с.39-40.

5. Абдрахманов А.Р., Карпова О.В., Тарасевич С.Э., Щукин В.К. Режим Лейценфроста при испарении закрученного потока криогенной жидкости // Внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика, диагностика: Тез. докл. научно-технического семинара. - Казань: Казанское Высшее военное командно* инженерное училище ракетных войск им. Маршала М.Н.Чистякова, 1993, с.5-7.

Формат 60x84 1/16. Бумага типограф. Печать офсетная. Печ.л. 1,0. Усл.печ.л. 0,93. Усл.кр.-отт. 0,93. Уч.-изд.л.1,0.

Тираж 100. Заказ 329/Р

Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева

Ротапринт Казанского государственного технического университета

им. А.Н.Туполева 420111, Казань, К.Маркса, 10.

Соискатель

О.Б.Карпова