Особенности тепловых процессов при кипении диэлектрических жидкостей в неоднородном электрическом поле

Еронин, Алексей Александрович

Особенности тепловых процессов при кипении диэлектрических жидкостей в неоднородном электрическом поле тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Еронин, Алексей Александрович АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2012 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.14 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Особенности тепловых процессов при кипении диэлектрических жидкостей в неоднородном электрическом поле»

Автореферат диссертации на тему "Особенности тепловых процессов при кипении диэлектрических жидкостей в неоднородном электрическом поле"

На правах рукописи

ЕРОНИН Алексей Александрович

ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ КИПЕНИИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ В НЕОДНОРОДНОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

01.04.14-Теплофизика и теоретическая теплотехника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 5 О ИТ 2012

Москва-2012

005054010

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Объединенном институте высоких температур Российской академии наук.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

Малышенко С.П.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Ягов В.В.;

доктор физико-математических наук, профессор Ткаченко С.И.

Институт проблем химической физики РАН.

Защита состоится " ¥ " 2012 г. в [ | ч. 00 мин. на засе-

дании Диссертационного совета Д 002.110.02 Федерального государственного бюджетного учреждения науки Объединенного института высоких температур РАН по адресу: 125412, г. Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИВТ РАН.

Автореферат разослан " Ч "О/УЗчУ^Д- 2012 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета д.ф.-м.н.

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук, 2012

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсификация теплообмена при фазовых превращениях является одной из основных задач инженерной теплофизики. Методы интенсификации теплообмена можно разделить на два типа: пассивные и активные, связанные с воздействием внешних полей на систему. Примерами пассивных методов интенсификации теплообмена являются: оребрение, использование пористых покрытий, использование поверхностно-активных веществ. Примерами активных методов интенсификации теплообмена являются воздействия на среду с помощью акустических, электрических и магнитных полей.

Воздействие электромагнитных полей на системы, состоящие из разных фаз, может приводить к изменению параметров фазового равновесия, изменению границ термодинамической устойчивости, приводить к созданию дополнительных сил, влияющих на гидродинамику процессов при фазовых превращениях. Эти эффекты могут оказывать существенное воздействие на тепловые процессы. Задачи экспериментальных и теоретических исследований влияния электрического поля на процессы теплообмена важны как для развития физики тепловых процессов при фазовых превращениях, так и для решения прикладных задач, связанных с разработками и созданием нового высокоэффективного и энергосберегающего оборудования.

В электрических аппаратах высокого напряжения, а также в блоках электронной аппаратуры часто используются жидкие диэлектрики, которые представляют собой электроизоляционные жидкости. Применение жидких диэлектриков обусловлено двумя качествами этих веществ: их высокой электрической прочностью и их способностью, как жидкостей, отводить большие потоки тепла от нагретых элементов. Исследование теплообмена и влияния на него электромагнитных полей в таких системах является важной задачей, т.к. перегрев отдельных участков электротехнического оборудования может привести к созданию аварийной ситуации. Не менее важным вопросом является изучение влияния электрического поля на парообразование в таких системах, т.к. появление паровой фазы в жидком диэлектрике существенно снижает его электрическую прочность.

Цель работы. Выявление особенностей тепловых процессов при кипении диэлектрической жидкости в электрическом поле. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

1. Экспериментальное исследование зародышеобразования в диэлектрической жидкости в присутствии внешнего электростатического поля.

2. Экспериментальное исследование интенсификации теплообмена при кипении диэлектрической жидкости в неоднородном электрическом поле.

3. Экспериментальное исследование размерных эффектов при кипении диэлектрических жидкостей в неоднородном электрическом поле.

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые результаты:

• экспериментально исследован локальный теплообмен при кипении жидкого азота, результаты экспериментов подтвердили теоретические выводы работ [1-4], предсказывающие облегчение зародышеобразования в диэлектрической жидкости при воздействии внешнего электрического поля;

• экспериментально обнаружен новый эффект полевых ловушек при кипении в неоднородных полях в основаниях выступов на обогреваемой поверхности и показано, что для интенсификации локального теплообмена характерные неоднородности на обогреваемой поверхности должны быть порядка 1,5-3 отрывных диаметров пузырей без поля;

• выполнена серия экспериментальных исследований, показывающая возможность интенсификации среднего по поверхности теплообмена при кипении диэлектрической жидкости в неоднородном электрическом поле с использованием эффекта полевых ловушек.

Практическая значимость. Полученные результаты демонстрируют смещение параметров фазового перехода жидкость-пар в сторону меньших перегревов поверхности в присутствии внешнего электрического поля, подтверждая выводы работ [1-4], предсказывающих инициацию зародышеобразования электрическим полем.

Исследованный эффект полевых ловушек открывает новые возможности управления тепломассообменом при кипении диэлектрических жидкостей и его интенсификации с помощью внешних электрических полей.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на национальных и международных конференциях, в том числе: Российские национальные конференции по теплообмену (РНКТЗ, РНКТ4, РНКТ5 Москва 2002, 2006, 2010), XIV, XV и XVI Школы-семинары молодых ученых и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева (Рыбинск 2003, Калуга 2005, Санкт-Петербург 2007), 2003 ASME International Mechanical Engineering Congress (Washington DC 2003), 6th International conference on boiling heat transfer (Spoleto, Italy, 2006), 5th European Thermal-Sciences Conference, EUROTHERM2008 (Eindhoven, The Netherlands, 2008).

Публикации по работе. По теме диссертации опубликовано 3 статьи в журнале "Теплофизика высоких температур" и 12 работ, включенных в труды национальных и международных конференций.

Структура н объем работы. Диссертационная работа изложена на 103 страницах, включает 18 таблиц и 65 рисунков. Состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 91 наименования и 2 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, определена практическая значимость.

Первая глава посвящена обзору работ по исследованию влияния электрического поля на зародышеобразование и теплообмен при кипении диэлектрической жидкости во внешнем электрическом поле.

Во второй главе рассмотрена теория, описывающая влияние электрического поля на зародышеобразование, описано действие сил электрической природы в однофазной жидкости и на границе жидкость—газ, выполнено сравнение Архимедовой силы, действующей на пузырек в жидкости, и электрической силы, действующей на пузырек в неоднородном электрическом поле. В конце главы приведены расчеты отрывного диаметра, растущего на обогреваемой поверхности пузыря в присутствии электрического поля. Результаты расчетов показывают, что в неоднородном электрическом поле отрывной радиус пузыря и время его роста до отрыва увеличиваются.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию влияния электрического поля на зародышеобразование и локальный теплообмен. В начале главы приведено описание экспериментальной установки и методики эксперимента, далее представлены результаты экспериментов, рассмотрен механизм попадания зародышевых пузырьков в полевую ловушку.

Экспериментальная установка, на которой выполнялись исследования локального теплообмена при кипении азота в электрическом поле, включает в себя сосуд Дьюара, заполняемый жидким азотом при атмосферном давлении, в который погружается рабочий участок. Рабочий участок заземляется. Над ним расположен плоский сеточный электрод, на который подается высокий положительный потенциал. Рабочий участок (рис. 1) представляет собой нихромо-вую пластину шириной 8 мм, нижняя сторона которой теплоизолирована. На верхнюю сторону пластины для создания неоднородного электрического поля, привариваются штырьки из нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм. При пропускании через пластину переменного электрического тока / она нагревает-

ся. Во время эксперимента измеряется падение напряжения на пластине иобр. По измеренным значениям 1 и иобр и известной площади поверхности пластины 5" рассчитывается плотность теплового потока я = 1 ■ ио6р 5.

Перегрев поверхности АТ= Тс — Тж измеряется дифференциальными хромель-алюме-левыми термопарами, горячие спаи которых приварены к нижней стороне нагреваемой пластины, а холодные находятся в жидком азоте вдали от области кипения.

Эксперимент проводится следующим образом. Рабочий участок помещается в азот и в течение 10 мин нагревается для активации возможных центров парообразования. После этого на верхнем электроде создается заданный потенциал и измеряется зависимость перегрева поверхности ЛТ от плотности теплового потока ц (кривая кипения). Затем электрическое поле выключается и измеряется кривая кипения азота без поля. Каждая точка кривой кипения измеряется с учетом времени выжидания необходимого для установления температуры после изменения нагрузки.

Измерения зависимости ц(ЛТ) выполнены для гладкой поверхности с полем и без поля и для поверхностей с выступами различной высоты /? < О0, к ~ £)0 и И > О а, где О0 — отрывной диаметр пузыря, равный примерно 0,8 мм. В качестве выступов использовались приваренные к поверхности три стерженька из проволочки диаметром 0,2 мм различной высоты, мм: 0,5; 1; 1,5. Схема рабочего участка представлена на рис. 1. Расстояние между 1 и 2 термопарами — 5 мм, между 2 и 3 - 4 мм, между 3 и 4 - 9 мм. Расстояние между штырьками таково, что их взаимное влияние отсутствует. Расстояние до верхнего электрода 7 мм. Потенциал на верхнем электроде 22,6 кВ.

Экспериментальные результаты представлены на рис. 2—5.

Из рисунков видно, что для термопар 3 и 4, расположенных под штырьками высотой 1 и 1,5 мм соответственно, электрическое поле приводит к смещен™ кривой кипения в область меньших перегревов поверхности, а для термопар 1 и 2, расположенных под штырьком высотой 0,5 мм и под гладкой поверхностью, электрическое поле не приводит к заметному смещению кривой кипения.

Экспериментальные исследования локального теплообмена показывают, что присутствие электрического поля приводит к смещению как точки начала, так и точки окончания пузырькового кипения, что подтверждают выводы работ [1—4], предсказывающие снижение перегревов поверхности, соответствующих

гд 0.5мм Г$1мм П1-5"

Рис. 1. Гладкая поверхность со штырьками. Схема рабочего участка:

1 — 4 — термопары

зародышеобразованию пара в диэлектрической жидкости при воздействии электрического поля.

Рнс. 2 (слева). Начальный участок кривой кипения, прямой и обратный ход. Термопара № 1: — в электрическом поле; ООО — в отсутствие электрического поля

Рис. 3 (справа). Начальный участок кривой кипения, прямой и обратный ход. Термопара № 2: "О-О-О- - в электрическом поле; ООО - в отсутствие электрического поля

дт, к

Рис. 4 (слева). Начальный участок кривой кипения, прямой и обратный ход. Термопара № 3: ""О^О-О" — в электрическом поле; ООО - в отсутствие электрического поля Рнс. 5 (справа). Начальный участок кривой кипения, прямой и обратный ход. Термопара № 4: — в электрическом поле; О О О — в отсутствие электрического поля

Эффект интенсификации локального теплообмена на начальном участке кривой кипения в местах полевых ловушек, т.е. областях с минимальной напряженностью поля, обнаруженный в наших опытах, определяется действием двух факторов: облегченным зародышеобразованием в местах максимальной

напряженности поля и более длительным, по сравнению со случаем отсутствия поля, пребыванием пузыря на поверхности в области полевой ловушки, что приводит к тому, что пузырек вырастает до отрывного размера, существенно превышающего отрывной диаметр в отсутствие поля. Увеличение отрывного диаметра и времени роста пузыря в полевой ловушке связано с уменьшением интегральной силы плавучести за счет диэлектрофоретической силы, действующей на пузырек в неоднородном поле.

Увеличение коэффициента теплоотдачи в полевой ловушке за счет того, что растущий пузырь пара прижимается к обогреваемой поверхности (это приводит к увеличению интенсивности испарения перегретой жидкости под пузырем), подтверждает теорию Купера-Ллойда об основной роли микрослоя жидкости в отводе тепла от нагретой поверхности при пузырьковом кипении.

Показано, что характерные размеры неоднородностей обогреваемой поверхности, приводящие к образованию полевых ловушек и интенсификации локального теплообмена, соответствуют размерам порядка 1,5—3 отрывных диаметра пузырей при пузырьковом кипении на начальном участке кривой ки-

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию осредненного теплообмена. В начале главы дано описание рабочего участка и методики эксперимента, затем приведены результаты экспериментов для кипения на поверхностях с треугольными и прямоугольными ребрами.

Рабочий участок (рис. 6) состоит из латунного цилиндра /, в нижней части которого располагается нагреватель из нихромовой проволоки III, в цилиндр заделаны шесть хромель-копелевых термопар Т1—Т6. Сверху к цилиндру / сплавом Вуда припаивается исследуемый образец IV. Цилиндр / помещается в стакан из стеклотекстолита II. ПроРис. 6. Рабочий участок странство между стаканом и латунным цилиндром

ДЛЯ исследования средней заполняется силиконовым герметиком V. теплоотдачи '

Рабочий участок помещается в сосуд Дьюара с жидким азотом при атмосферном давлении. Запись показаний термопар осуществляется компьютером в автоматическом режиме.

Исследования проводились на поверхностях с двумя типами неоднородностей: треугольными и прямоугольными. При наличии электрического поля

пения.

максимум напряженности поля создавался в районе вершин ребер, а минимум — в районе основания ребер (рис. 7.)

Такое неоднородное распределение электрического поля создает в диэлектрических жидкостях пондеромоторные силы которые, во-первых, прижимают пузыри пара, находящиеся между ребрами к основанию ребер, а, во-вторых, вытесняют пузырьки пара из областей близ вершин ребер. Кроме того, само наличие поля облегчает зародышеобразование [1-3], что приводит к уменьшению перегревов стенки, соответствующих началу или прекращению кипения. В итоге можно ожидать увеличения осредненных по поверхности коэффициентов теплоотдачи при кипении диэлектрических жидкостей на начальных участках кривых кипения. Отметим, что в опытах по кипению в поле и без поля, с целью исключения влияния гистерезисных эффектов, измерения проводились при обратном ходе, т.е. в режимах снижения тепловой нагрузки после достижения развитого кипения. Поскольку при атмосферном давлении характерный отрывной размер пузырьков пара составляет -0,7 мм, характерные размеры неоднородностей на поверхности в наших опытах составляли около 2— 3 мм.

Результаты экспериментов на образцах с различными типами треугольных ребер представлены на рис. 8—10.

На рис. 11 представлены термограммы для двух значений теплового потока при изменении потенциала на верхнем электроде от 0 до 20 кВ.

Как видно из рис. 8-10, наличие неоднородного поля вблизи обогреваемой поверхности может приводить к заметной интенсификации теплообмена на начальных участках кривых кипения. При этом осредненный коэффициент теплоотдачи при включении поля, как видно из рис. 11, возрастает на начальном участке в 1,75 раза, а в области развитого кипения на 20 %. На рис. 11 видно, что характерное время гидродинамической и тепловой релаксации подложки составляет около 200 с, что существенно больше времени изменения потенциала на верхнем электроде, которое составляет около 50 с.

Рнс. 8. Кривые кипения на образце с треугольными ребрами при а = 60°, р= 90°, й =3 мм, #=5 мм, {7= 17,5 кВ, £тах~5,7хЮ6В/м, 105 В/м, Еср ~ 3,6* 10б В/м. Обратный ход: I — в электрическом поле; 2 — в отсутствие электрического ПОЛЯ

АТ, К

Рис. 9. Кривые кипения на образце с треугольными ребрами при а =45°, /?= 90°, И = 2 мм, #=6 мм, и =20 кВ, £тах~5,6*10б В/м, ~ Ю3 В/м, £ср ~ ЗхЮ6 В/м. Обратный ход: 1 — в электрическом поле; 2 — в отсутствие электрического поля

Роль электроконвекции в увеличении коэффициентов теплоотдачи при кипении во внешних полях может быть оценена на основе сравнительных экспериментов на неоднородных поверхностях различной геометрии при близких условиях образования полевых ловушек, но при различных граничных услови-

ях для конвективных потоков вблизи обогреваемой поверхности. Такие эксперименты выполнены для поверхностей с прямоугольными ребрами.

5x10

дг,к

Рис. 10. Кривые кипения на образце с треугольными ребрами при а = 45°, Р = 105°, А=2мм, Я = 6 мм, и= 20 кВ, £та, ~ 5,7* 106 В/м, Етт ~ 105 В/м, Яср ~ 3,7* 10б В/м.

Обратный ход:

1 — в электрическом поле; 2 — в отсутствие электрического поля

5.5 5 4.5 4

< 3 2.5 2 1.5

и= ов

д = 3.7x1 О4 Вт /м2

и= 20 кВ

и= ов

8.2x1 О3 Вт

4 = /м2

и-- = 20 к В

120

240

360 Время,с

480

600

720

Рис. 11. Термограммы для различных значений теплового потока на образце с треугольными ребрами при а = 45°, р = 105°, Л = 2 мм, Н= 6 мм

Результаты экспериментальных исследований кипения на образцах с различными типами прямоугольных ребер представлены на рис. 12-13.

■ 1 -1-1-1- О-1 f

0-2 Т

- /7 //

/ /

<¿4

/ 1 / /

- / /

j j>

v-l^r^2--Г" _1 ■_1-

AT,К.

Рис. 12. Кривые кипения на образце с прямоугольными ребрами при 5— 1 мм, И-2 мм, 1 = 4 мм, Н= 4 мм, и =13 кВ, £тах ~ 6,5* 106 В/м, Етт ~ 103 В/м, £ср ~ 3,5х 106 В/м.

Обратный ход:

1 - в электрическом поле; 2- в отсутствие электрического поля

Рис. 13. Кривые кипения на образце с прямоугольными ребрами: 8= I мм, h - 1 мм, L = 4 мм, Н= 4 мм, U= 23 кВ, £„, ~ 5,4х10б В/м, Етт ~ 2х 105 В/м, £ср ~ 3,5*10 В/м.

Обратный ход:

1 — в электрическом поле; 2 - в отсутствие электрического поля

Сравнительный анализ данных рис. 8-10 и рис. 12—13 показывает, что на начальных участках кривых кипения при наличии внешнего поля влияние электроконвекции мало и основным механизмом, обеспечивающим интенсификацию теплообмена, является эффект полевых ловушек. Данный эффект приводит к образованию упорядоченной системы мощных стоков тепла, распределенных

по поверхности в соответствии с геометрией искусственных неоднородностей. Естественно, это может приводить к изменениям гидродинамики двухфазных течений вблизи обогреваемой поверхности.

Визуальные наблюдения за процессом кипения показали, что электрическое поле кардинальным образом меняет гидродинамику процесса кипения. При нулевой напряженности электрического поля пузыри пара распределены равномерно по всей поверхности образца и имеют малый размер. При воздействии электрического поля отрывающиеся от поверхности пузыри пара в области вершин ребер отсутствуют, парообразование сосредоточено в межреберном пространстве, откуда пар вырывается в виде энергичных паровых струй, состоящих из пузырей пара большего размера, чем при нулевой напряженности поля. Схематичное изображение кипения на образцах без поля и в поле показано на рис. 14.

Без электрического ПОЛЯ

В электрическом поле Ч> ~ 20 кВ

О О о

о О о

лО г \лО N ^ о

Без электрического поля

" о " о О о о о

й ° Й ° о о О о °о° о о о О о

й о й о

о о о о »ООО о о О о О О о О о о О о о о О о

" о о о " ° "

(р = 0

ООО' ООО' ООО1 ООО1 ООО1 ООО1 ООО1 ООО <

О О О О О О О О О О О О О О О О О О о о о о о о о о о о о о о о О ОО" ООО ООО ООО ООО ООО

(р = о

ттт

мг

О О о °

МП

В электрическом поле О ~ 20 кВ

о о

_а

о о о

ОО

ю ш

о о

о о в_

ф = о

МММ 1

Рис. 14. Схематичное изображение кипения на треугольных и прямоугольных образцах без поля и в электрическом поле

Эксперименты показали, что электрическое поле существенным образом меняет гидродинамику процесса, замещая равномерное парообразование по поверхности образца струями пара из областей полевых ловушек.

Влияние полевых ловушек на теплообмен заключается в снижении перегрева поверхности и некотором уменьшении гистерезиса закипания. На исследуемых образцах, когда размеры полевых ловушек составляют порядка 1-3 отрывных диаметров пузырей, эффект, оказываемый полевой ловушкой, слабо зависит от формы ребер, образующих полевую ловушку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнен комплекс экспериментальных работ по исследованию особенностей тепловых процессов при фазовых переходах жидкость-пар в условиях воздействия внешних электромагнитных полей.

Получены следующие основные результаты:

• Экспериментальные исследования локального теплообмена показали, что присутствие электрического поля приводит к смещению как точки начала, так и точки окончания пузырькового кипения в сторону меньших перегревов поверхности, что подтверждает выводы работ [ 1 —4], предсказывающих инициацию зародышеобразования электрическим полем.

• При экспериментальных исследованиях локального теплообмена в неоднородном электрическом поле обнаружен эффект полевых ловушек, который приводит к интенсификации теплообмена неоднородным электрическим полем.

• Увеличение коэффициента теплоотдачи в полевой ловушке за счет того, что растущий пузырь пара прижимается к обогреваемой поверхности, в результате чего увеличивается площадь микрослоя перегретой жидкости под пузырем, подтверждает теорию Купера-Ллойда об основной роли микрослоя жидкости в отводе тепла от нагретой поверхности при пузырьковом кипении.

• Результаты наших экспериментов показывают, что эффект полевых ловушек оказывается наиболее существенным для одиночных выступов в интервале их размеров И я (1,5-3) £>о- При Л <£>о электрическое поле оказывает малое влияние на локальный теплообмен в районе выступа, что вполне естественно, поскольку в этих условиях конфигурация поля изменяется и силы, действующие на пузырек, не приводят к образованию полевой ловушки. При /г > ЗД) уменьшается неоднородность поля в непосредственной близости к обогреваемой поверхности, что ослабляет эффект полевых ловушек.

были порядка 1,5-3 отрывных диаметров пузырей, эффект, оказываемый полевой ловушкой, слабо зависел от формы ребер, образующих полевую ловушку.

• Эксперименты по исследованию влияния электрического поля на средний теплообмен показали, что электрическое поле существенным образом меняет гидродинамику процесса, замещая равномерное парообразование по поверхности образца струями пара из областей полевых ловушек. Такая перестройка областей парообразования может приводить к существенному снижению пробойного напряжения в кипящей жидкости.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО

В РАБОТАХ:

Борзенко В.И., Еронин А.А., Малышенко С.П. Экспериментальное исследование влияния электрического поля на тепловые процессы при кипении жидкого азота // Труды Третьей Российской национальной конференции по теплообмену РНКТ-3. М.: Издательский дом МЭИ, 2002. Т. 4. С. 45-48. Leontiev A.I., Lloyd J.R., Malyshenko S.P., Borzenko V.I., Dounikov D.O., Ero-nin A.A., Nazarova О. V. New Effects in Interfacial Heat and Mass Transfer of Boiling and Evaporation in Micro-Scale Porous Materials // Proceedings of 2003 ASME International Mechanical Engineering Congress, November 15-21, 2003, Washington DC, V. 1.

Borzenko V.I., Eronin A.A., Malyshenko S.P. Experimental research of influence of the electric field on thermal processes at boiling liquid nitrogen // Proc. of 2th Int. Conf. on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, HEFAT 2003, 23-26 June 2003, Victoria Falls, Zambia.

Борзенко В.И., Еронин A.A., Малышенко С.П. Интенсификация процессов кипения жидких диэлектриков приложением электрического поля // Труды XIV школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках», 26-30 мая 2003 г., г. Рыбинск. Т. 1. С. 187191.

Борзенко В.И., Еронин А.А., Леонтьев А.И., Малышенко С.П. Эффект полевых ловушек в теплообмене при кипении диэлектрических жидкостей во внешних электрических полях. // Теплофизика высоких температур. 2004. Т. 42. № 3. С. 456-460.

Борзенко B.IL, Еронин А.А. Влияние параметров геометрических неодно-родностей обогреваемой поверхности на теплообмен при кипении в элек-

трическом поле // Труды XV школы-семинара под. рук. акад. РАН А.И. Леонтьева. 23-27 мая 2005 г., Калуга, Россия.

7. Borzenko V.I., Eronin А.А., Malyshenko S.P. The influence of heated surface geometrical non-uniformity on heat transfer at dielectric liquid boiling in electric field // Proc. of 4th Int. Conf. on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, HEFAT 2005, 19-22 September 2005, Cairo, Egypt.

8. Еронин A.A., Борзенко В.И., Мапышенко С.П. Кипение жидкого азота на геометрически модифицированных поверхностях в присутствии электрического поля // Труды Четвертой Российской национальной конференции по теплообмену: в 8 томах. Т. 4. Кипение, кризисы кипения, закризисньтй теплообмен. -М.: Издательский дом МЭИ, 2006. Т. 4. С. 104-107.

9. Eronin А.А., Borzenko S.P., Malyshenko S.P. Boiling of liquid nitrogen on geometrically modified surfaces at the presence of an electric field // Proc. of 6th International conference on boiling heat transfer. Spoleto, Italy, 7-12 May 2006.

10. Еронин A.A., Журавлев А.И., Борзенко В.И. Исследование влияния электрического поля на локальный и средний теплообмен при кипении жидкого азота // Труды XVI Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, Санкт-Петербург, Россия, 21-25 мая 2007 г. Т. 1. С. 411-414.

11. Eronin A.A., Borzenko V.I., Malyshenko S.P., Zhuravlev A.I. Boiling of liquid nitrogen on finned surfaces at the presence of an electric field. Proc. of 5th European Thermal-Sciences Conference, EUROTHERM2008, Eindhoven, The Netherlands, 18-22 May 2008.

12. Еронин A.A., Малышенко С.П., Журавлев А.И. Размерные эффекты в локальном теплообмене при кипении жидкого азота в электрическом поле // Теплофизика высоких температур. 2010. Т. 48. № 5. С. 798-800.

13. Еронин А.А., Малышенко СЛ., Журавлев А.И. Особенности теплообмена при кипении диэлектрической жидкости на неоднородных поверхностях в условиях воздействия внешних электрических полей // Труды Пятой Российской национальной конференции по теплообмену. М.: Издательский дом МЭИ, 2010. Т. 4. С. 80-83.

14. Eronin А.А., Borzenko V.I., Malyshenko S.P., Zhuravlev A.I. The influence of external electric field on heat transfer at boiling on non-uniform surfaces // Proc. of the International Heat Transfer Conference, IHTC14, August 8-13, 2010, Washington, DC, USA.

15. Еронин А.А., Малышенко СЛ., Журавлев А.И. Особенности теплообмена при кипении диэлектрической жидкости на неоднородных поверхностях в

условиях воздействия внешних электрических полей // Теплофизика высоких температур. 2011. Т. 49. № 3. С. 444-448.

ЛИТЕРАТУРА

1. Воробьев B.C., Малышенко С.П. Термодинамика фазовых превращений в жидкостях во внешних полях // Теплофизика высоких температур. 2010. Т. 48. №6. С. 1005-1030.

2. Воробьев B.C., Малышенко С.П. Образование зародышей новой фазы в электрических полях // ЖЭТФ. 2001. Т. 120. Вып. 4(10). С. 863-870.

3. Vorob'ev V.S., Malyshenko S.P. Why does an external electrical field stimulate formation of new phase nuclei in dielectrics? // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 80. №2. P. 371-373.

4. Vorob 'ev V. S., Malyshenko S. P. Thermodynamics of phase equilibrium in nonuniform fields // Phys. Rev. E. 1997. V. 56. P. 3959.

EPOHIIH Алексеи Александрович

ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ КИПЕНИИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ В НЕОДНОРОДНОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

Автореферат

Подписано в печать 17.09.2012 Печать офсетная Тираж 100 экз.

Уч.-изд.л. 1,1 Заказ №212

Формат 60x84/16 Усл.-печ.л. 0,95 Бесплатно

ОИВТ РАН. 125412, Москва, Ижорская ул., 13, стр. 2.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Еронин, Алексей Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ЗАРОДЫШЕОБРАЗОВАНИЕ И ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Влияние электрического поля на зародышеобразование в диэлектрической жидкости

1.2. Влияние электрического поля на теплообмен при кипении диэлектрической жидкости.

1.2.1. Влияние электрического поля на свойства.

1.2.2. Влияние электрического поля на конвективный теплообмен.

1.2.3. Влияние электрического поля на теплообмен при пузырьковом кипении.

2. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ЗАРОДЫШЕОБРАЗОВАНИЕ И ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ. ТЕОРИЯ.

2.1. Условия равновесие фаз двух диэлектрических сред в присутствии внешнего электрического поля.

2.1.1. Условия равновесия однофазной системы во внешнем поле.

2.1.2. Условия равновесия двухфазной системы во внешнем поле.

2.1.3. Условия на границе раздела фаз двух диэлектрических сред в присутствии электрического поля.

2.2. Силы электрической природы в диэлектрической среде.

2.2.1. Влияние электрического поля на конвективный теплообмен.

2.2.2. Поверхностные электрические силы на границе жидкость - газ.

2.2.3. Силы, действующие на пузыри пара в жидкости.

2.3. Расчет времени роста и отрывных диаметров пузырей в поле.

2.3.1. Отрывной радиус в отсутствие поля.

2.3.2. Расчет в однородном электрическом поле.

2.3.3. Расчет в неоднородном электрическом поле для полевой ловушки.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ЗАРОДЫШЕОБРАЗОВАНИЕ И ЛОКАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕН.

3.1. Экспериментальная установка.

3.2. Рабочий участок для исследования локального теплообмена.

3.3. Результаты экспериментов.

3.3.1. Однородное электрическое поле - гладкая горизонтальная поверхность.

3.3.3. Влияние высоты штырька.

3.3.4. Исследование локального теплообмена на поверхности с гофром.

3.4. Механизм попадания зародышевых пузырей в полевую ловушку.

3.5. Обсуждение результатов экспериментов.

4. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА СРЕДНИЙ ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ.

4.1. Рабочий участок для исследования среднего теплообмена.

4.2 Исследование теплообмена на поверхностях с треугольными ребрами.

4.2.1 Неравносторонние треугольные ребра.

4.2.3 Равносторонние треугольные ребра.

4.3. Исследование теплообмена на поверхностях с прямоугольными ребрами.

4.4. Визуальное наблюдение процесса кипения в электрическом поле.

4.5. Обсуждение результатов экспериментов.

Введение диссертация по физике, на тему "Особенности тепловых процессов при кипении диэлектрических жидкостей в неоднородном электрическом поле"

Интенсификация теплообмена при фазовых превращениях является одной из основных задач инженерной теплофизики. Методы интенсификации теплообмена можно разделить на два типа: пассивные и активные, связанные с воздействием внешних полей на систему. Примерами пассивных методов интенсификации теплообмена являются: оребрение, использование пористых покрытий, использование поверхностно-активных веществ. Примерами активных методов интенсификации теплообмена являются воздействия на среду с помощью акустических, электрических и магнитных полей.

В электрических аппаратах высокого напряжения, а также в блоках электронной аппаратуры часто используются жидкие диэлектрики, которые представляют собой электроизоляционные жидкости. Применение жидких диэлектриков обусловлено двумя качествами этих веществ: их высокой электрической прочностью и их способностью, как жидкостей, отводить большие потоки тепла от нагретых элементов. Ухудшение теплообмена в таких системах может привести к созданию аварийной ситуации. Не менее важным вопросом является изучение влияния электрического поля на парообразование в таких системах, т.к. появление паровой фазы в жидком диэлектрике существенно снижает его электрическую прочность.

В работах [1 - 4] на основе термодинамического анализа устойчивости однородного состояния перегретой диэлектрической жидкости при воздействии электростатических полей, показано, что наличие поля инициирует зародышеобразование и вскипание жидкости. Цель работы:

Содержание работы.

Во второй главе рассмотрена теория, описывающая влияние электрического поля на зародышеобразование, описано действие сил электрической природы в однофазной жидкости и на границе жидкость - газ, выполнено сравнение Архимедовой силы, действующей на пузырек в жидкости и электрической силы, действующей на пузырек в неоднородном электрическом поле. В конце главы приведены расчеты отрывного диаметра, растущего на обогреваемой поверхности пузыря в присутствии электрического поля.

Научная новизна.

В диссертации получены следующие новые результаты:

• экспериментально исследован локальный теплообмен при кипении жидкого азота, результаты экспериментов подтвердили теоретические выводы работ [1-3], предсказывающие облегчение зародышеобразования в диэлектрической жидкости при воздействии внешнего электрического поля.

• экспериментально обнаружен новый эффект полевых ловушек при кипении в неоднородных полях в основаниях выступов на обогреваемой поверхности и показано, что для интенсификации локального теплообмена, характерные неоднородности на обогреваемой поверхности должны быть порядка 1.5-3 отрывных диаметров пузырей без поля.

Практическая ценность.

Полученные результаты подтверждают выводы работ [1-4], предсказывающие смещение параметров фазового перехода жидкость - пар в стороны меньших перегревов поверхности в присутствии внешнего электрического поля. Новый эффект полевых ловушек открывает новые возможности управления тепломассообменом при кипении диэлектрических жидкостей и его интенсификации с помощью внешних электрических полей.

Автор защищает перечисленные выше результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на национальных и международных конференциях, в том числе: Российские национальные конференции по теплообмену (РНКТЗ, РНКТ4, РНКТ5 Москва 2002, 2006, 2010), XIV, XV и XVI Школы-семинары молодых ученых и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева (Рыбинск 2003, Калуга 2005, Санкт-Петербург 2007), 2003 ASME International Mechanical Engineering Congress (Washington DC 2003), 6th International conference on boiling heat transfer (Spoleto, Italy, 2006), 5th European Thermal-Sciences Conference, EUROTHERM2008 (Eindhoven, The Netherlands, 2008). Публикации по работе.

По теме диссертации опубликовано 3 статьи в журнале "Теплофизика высоких температур" и 12 работ, включенных в труды национальных и международных конференций.

Работа выполнялась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (02-02-17255, 05-02-17582, 05-08-33713, 0808-00708), Программ фундаментальных исследований ОЭММПУ РАН "Устойчивость фазовых состояний и критические режимы тепломассопереноса" и «Тепловые процессы и кризисные явления при фазовых и химических превращениях в неоднородных и микроструктурированных средах» и гранта CRDF (грант № RP1-2337-ST-02).

Автор выражает свою благодарность С.П. Малышенко за научное руководство работой, а также B.C. Воробьеву, В.И. Борзенко, В.Д. Жемерикину, А.Б. Петрину, А.И. Журавлеву и всему коллективу лаборатории "Водородные энергетические технологии" ОИВТ РАН за полезные обсуждения и помощь в выполнении работы.

Заключение диссертации по теме "Теплофизика и теоретическая теплотехника"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации получены следующие основные результаты:

• Экспериментальные исследования локального теплообмена показали, что присутствие электрического поля приводит к смещению, как точки начала, так и точки окончания пузырькового кипения, что подтверждает выводы работ [1-4], предсказывающие снижение перегревов поверхности, соответствующих зародышеобразованию пара в диэлектрическом жидкости при воздействии электрического поля.

• Экспериментальные исследования локального теплообмена в неоднородном электрическом поле привели к обнаружению эффекта полевых ловушек - интенсификации теплообмена неоднородным электрическим полем.

• Увеличение коэффициента теплоотдачи в полевой ловушке за счет прижимания растущего пузыря пара к обогреваемой поверхности и, следовательно, увеличении площади микрослоя перегретой жидкости под пузырем, подтверждает теорию Купера-Ллойда об основной роли микрослоя жидкости в отводе тепла от нагретой поверхности при пузырьковом кипении.

• Результаты наших экспериментов показывают, что эффект полевых ловушек оказывается наиболее существенным для одиночных выступов в интервале их размеров к ~ (1.5 -3)£>0. При /г<£>0 электрическое поле оказывает малое влияние на локальный теплообмен в районе выступа, что вполне естественно, поскольку в этих условиях конфигурация поля изменяется и силы, действующие на пузырек не приводят к образованию полевой ловушки. При к>ЗО0 уменьшается неоднородность поля в непосредственной близости к обогреваемой поверхности, что ослабляет эффект полевых ловушек.

• Влияние полевых ловушек на средний теплообмен заключается в снижении перегрева поверхности и некотором уменьшении гистерезиса закипания. На исследуемых образцах, когда размеры полевых ловушек были порядка 1.5-3 отрывных диаметров пузырей, эффект, оказываемый полевой ловушкой, слабо зависит от формы ребер, образующих полевую ловушку.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Еронин, Алексей Александрович, Москва

3. Vorob'ev V.S., Malyshenko S.P. Why does an external electrical field stimulate formation of new phase nuclei in dielectrics? // Appl. Phys. Lett. 2002. V.80. № 2. P.371-373.

4. Vorob'ev V. S., Malyshenko S. P. Thermodynamics of phase equilibrium in nonuniform fields // Phys. Rev. E. 1997. V. 56. P. 3959.

5. Скрипов В. П. Метастабильная жидкость. М.: Наука. 1972. 312 с.

6. Леонтович М. А. Введение в термодинамику. Статистическая физика. М.: Наука. 1982.416 с.

7. Брайнин М.И., Смоляк Б.М. Влияние электрического поля на работу образования новой фазы // Журнал физической химии. 1980. Т. 54. N 4. С. 962-965.

8. Занин А.И. Влияние электрического поля на вскипание перегретых жидкостей. // Автореферат диссертации к.ф.-м.н., Свердловск. Уральское отделение института теплофизики. 1988.

9. Cheng К. J., Chaddock J. В. Deformation and Stability of Drops and Bubbles in an Electric Field // Physics Letters. 1984. 106A( 1,2). P. 51-53.

10. Скрипов В. П., Синицын Е. Н., Павлов П. А., Ермаков Г. В., Муратов Г. Н., Буланов Н. В., Байдаков В. Г. Теплофизические свойства жидкостей в метастабильном состоянии. М.: Атомиздат. 1980. 207 с.

11. Parmar D.S., Jalaluddin А.К. Nucleation in superheated liquids on the influence of electric fields // J. Phys. D: Appl. Phys. 1973. V. 6. N 10. P. 1287-1294.

12. Коробейников С. М, Яншин К. В, Яншин Э.В. Предпробойные процессы в жидкой изоляции при импульсном напряжении //В сб. Импульсный разряд в диэлектриках. Новосибирск: Наука. 1985. 99 с.

13. Коробейников С. М, Мелехов А. В., Посух В. Г., Антонов В. М., Пояк М. Е. Экспериментальное исследование поведения пузырьков в воде под действием сильных электрических полей // Теплофизика высоких температур. 2001. Т. 39. №2. С. 181.

14. Виноградов В.Е. Влияние импульсов электрического поля на перегрев ацетона в области отрицательных давлений. Метастабильные состояния и фазовые переходы. Вып. 5. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. С.100-106.

15. Виноградов В.Е. Исследование вскипания перегретых и растянутых жидкостей. Автореферат на соискание ученой степени д.ф.-м.н.

16. Павлов П. А., Скрипов В. П. В сб. Атомная и молекулярная физика. УНЦ АН СССР. Свердловск. 1969. С. 134.

17. Marston P. L., Apfel R. Е. Effect of an electric field on the limits of liquid stability // Phys. Lett. A, V.60, No. 3, 225-226 (1977).

18. Parmar D.S., Jalaluddin A.K. Pre-nucleation relaxation phenomenon in electric field induced nucleation in superheated liquids // Phys. Lett. 1977. V. 61a. P. 43—44.

19. Занин А.И., Синицын E.H., Багриновский А. А. В сб. Теплофизические исследования перегретых жидкостей. УНЦ АН СССР. Свердловск. 1981. С. 65.

20. Коробейников С.М., Яншин Э.В. Динамика электрострикционного давления в жидкости у сферического электрода // Журнал технической физики 1983. Т.53. НЮ. С.2101-2104.

21. Коробейников С.М., Яншин Э.В. Пузырьковая модель зажигания разряда в жидкости при импульсном напряжении // В сб. Тезисы докладов 4 Всесоюзной конференции: Электрический разряд и его применение в промышленности. Николаев. 1988. С. 37-38.

22. Korobejnikov S.M., Yanshin E.V. Model of pre-breakdown processes in liquids under pulse voltage // 9 Int. Conf. on Cond. And Break. In Dielectric Liquids. Saliford. 1987. P. 398.

23. Parmar D.S., Labroo B. Electric field effects on the limit of liquid metastability // Phys. Lett. A. 1982. V. 88, No. 9. P. 466-468.

24. Jones T.B. Electrohydrodynamically Enhanced Heat Transfer in Liquid // A Review. Adv. in Heat Transfer. 1978. V. 14. P. 107.

25. Seyed-Yagoobi J., Bryan J.E. Enhancement of Heat Transfer and Mass Transport in Single-Phase and Two-Phase Flows with Electrohydrodynamically // Advances in Heat Transfer. 1999. V. 33. P. 95186.

26. Allen P.H.G., Karayiannis T.G. Review paper. Electrohydrodynamic enhancement of heat transfer and fluid flow // Heat Recovery Systems. A CHP. 1995. V. 15. No. 5. P. 389-423.

27. Laohalertdecha S., Naphon P., Wongwises S. A review of electrohydrodynamic enhancement of heat transfer // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2007. N 11. P. 858-876.

28. Болога M.K., Смирнов Г.Ф., Дидковский А.Б., Климов С.М. Теплообмен при кипении и конденсации в электрическом поле. Кишинев: Штиинца. 1987.

29. Савиных Б.В., Гумеров Ф.М. Свойства переноса диэлектрических жидкостей и тепломассообмен в электрических полях. Казань: Фэн. 2002.

30. Olinger J.L., Colver С. P. A study of the effect of a uniform electric field on nucleate and film boiling. Chem. Enging Prog. Symp. Ser. 67(113), 19-29 (1971).

31. Markels M., Durfee R. L. The effect of applied voltage on boiling heat transfer. AIChE J. 10(1). 106-110 (1964).

32. Kawahira et al. The Effect of Electric Field on Boiling Heat Transfer of Refrigerant-11 Boiling on a Single Tube.//IEEE Trans, on Industry Appl. 26, 359-365 (1990).

33. Hardesty J.T. et al. Effect of Fluid Properties on Electrohydrodynamically Enhance Heat Transfer in Pool Boiling.//Proc. of the ASME Heat Transfer Division of 1997. ASME Int. Mech. Eng. Congress and Exposition, Dallas, Texas, PEB-351 (1997) 197-204.

34. Jensen M.K., Memmel G.J. Evaluation of Bubble Departure Diameter Correlations// Proc. of Eighth Int. Heat Transfer Conference (1986), 4:19071912.

35. Zuber N. Hydrodynamic Aspects of Boiling Heat Transfer// Ph.D. diss. University of California in Los Angeles, 1986.

36. Gross M.J., Porter J.E. Electrically induced convection in dielectric liquids. Nature (London) 212, 1343-1345 (1966).

37. Weber K.H., Halsey G.H. Free convection in electric fields. Proc. Heat Transfer Fluid Mech. Inst. No. 19 (1953).

38. Care J.M., Swan D.W. Some transient phenomena in heat transfer resulting from electric stress. Br. J. Appl. Phys. 14, 263-266 (1963).

39. Allen P.H.G. Electric stress and heat transfer. Br. J. Appl Phys. 10, 347-351 (1959).

40. Senftleben H., Lange-Hahn R. Der Einfluss elektrischer Felder auf den Warmeuber-gang in Flüssigkeiten. Z. Naturforsch., Teil A 13, 99-105 (1958).

41. Senftleben H., Schnabel P. Der Einfluss von Raumladungen in hochisolierenden Flüssigkeiten auf den Wärmeübergang unter Wirkung elektrischer Felder. Z. Phys. 170, 82-92 (1962).

42. Baboi N.F., Bologa M.K., Semenov K.N. The influence of electric fields on heat transfer in liquids and gases. Appl. Electr. Phenom. (USSR) 1, 57-71 (1965).

43. Kozhukhar I.A., Bologa M.K. Heat transfer in emulsion dielectrics placed in an electric field. Appl. Electr. Phenom. (USSR) 19, 51-55 (1968).

44. Raghupathi S.L.P. Enhancement of Pool Boiling Heal Transfer with Electrohydrodynamics and Its Fundamental Study //M.S. thesis, Texas A&M University. 1998.

45. Watson K.P. Influence of an electric field upon the heat transfer from a hot wire to an insulating liquid. Nature (London) 189, 563-564 (1961).

46. Fernandez J., Poulter R. Radial mass flow in electrohydrodynamically-enhanced forced heat transfer in tubes. Int J Heat and Mass Transfer 1987;30:2125-36.

47. Eames W., Sahir H.M. Potential benefits of electrohydrodynamic enhancement of two-phase heat transfer in the design of refrigeration systems. App.l Therm. Eng. 1997; 17:79-92.

48. Ogata J, Yabe A. Augmentation of boiling heat transfer by utilizing the EHD effect -EHD behaviour of boiling bubbles and heat transfer characteristics. Int J. Heat Mass Transfer 1993; 36:783-91.

49. Ogata J, Yabe A. Basic study on the enhancement of nucleate boiling heat transfer by applying electric fields. Int. J. Heat Mass Transfer 1993; Vol. 36, #3, P.775-782.

50. Ogata J, Yabe A. Augmentation of nucleate boiling heat transfer by applying electric fields: EHD behavior of boiling bubble. Proc ASME/JSME Therm Eng 1991; 3:41-46.

51. Damianidis C, Karayiannis TG, Al-Dadah RK, James RW, Collins MW, Allen PHG. EHD boiling enhancement in shell-and-tube evaporators and its application in refrigeration. ASHRAE Trans 1992;98:462-72.

52. Allen P.H.G., Cooper P. The potential of electrically enhanced evaporators Third international symposium on the large scale application of heat pumps, Oxford, UK 1987 p. 221-9.

53. Jalaluddin A.K., Sinha D.W. Effect of an electric field on the superheat of liquids. Nuovo Cimento. 1962. Vol. 26, Series X, P.234—237.

54. Karayiannis T.G., Allen P.H.G. Electro-hydrodynamic enhancement of two-phase heat transfer. Eurotech. Direct Cong. Thermofluid Eng. 1991; 165-181.

55. Markels M., Durfee R.L. Studies of boiling heat transfer with electric fields. AICHE J 1965;11:716-721.

56. Cho H.J., Kang I.S., Kweon Y.C., Kim M.H. Study of the behavior of a bubble attached to a wall in a uniform electric field. Int J Multiphase Flow 1996;22:909-922.

57. Cho H.J., Kang I.S., Kweon Y.C., Kim M.H. Numerical study of the behavior of a bubble attached to a nonuniform electric field. Int J Multiphase Flow 1998;24:479-498.

58. Kweon Y.C., Kim M.H., Cho H.J., Kang I.S. Study on the deformation and departure of a bubble attached to a wall in D.C./A.C. electric fields. Int J Multiphase Flow 1998;24:145-162.

59. Kweon Y.C., Kim M.H. Experimental study on nucleate boiling enhancement and bubble dynamic behavior in saturated pool boiling using a nonuniform DC electric field. Int J Multiphase Flow 2000;26:1351-1368.

60. Русанов А. И. К термодинамике искривленных поверхностей при наличии электрического поля. I. Поверхностное натяжение, поверхностная поляризация и фундаментальные уравнения // Коллоид. Журнал. 1979. Т. 41. № 5. С. 903-914.

61. Русанов А. И. К термодинамике искривленных поверхностей при наличии электрического поля. II. Влияние поля и кривизны поверхности на основные параметры двухфазного равновесия // Коллоид. Журнал. 1979. Т. 41. №5. с. 915-926.

62. Русанов А. И. К термодинамике искривленных поверхностей при наличии электрического поля. III. Нуклеация на заряженных центрах // Коллоид. Журнал. 1979. Т. 41. № 5. с. 927-933.

63. Русанов А.И., Куни Ф.М. К теории зародышеобразования на заряженных ядрах. I. Общетермодинамические соотношения центрах // Коллоид. Журнал. 1982. Т. 44. № 5. с. 934-941.

64. Куни Ф.М., Щекин А.К., Русанов А.И. К теории зародышеобразования на заряженных ядрах. II. Термодинамические параметры равновесного зародыша // Коллоид. Журнал. 1982. Т. 44. № 6. С. 1062-1068.

65. Фольмер М. Кинетика образования новой фазы. М.: Наука. 1986. 206 с.

66. Vorob'ev V.S., Malyshenko S.P., Petrin A.B. The Role of an Electrode in the Formation of New Phase Nuclei in. Dielectrics // J. Phys. D: Appl. Phys.2002. V. 35. №3 P. 257.

67. Vorob'ev V.S., Malyshenko S.P. Nucleus Formation in Polarized Dielectric Media // Exp. Thermal Fluid Sei. 2002. V 26. P. 833.

68. Garton C.G., Krasucki Z. Bubbles in insulating liquids: stability in an electric fields // Proc. Roy. Soc. 1964. V.A280. P.211-226.

69. Коробейников С. M, Мелехов А. В., Посух В. Г., Антонов В. М., Пояк М. Е. Экспериментальное исследование поведения пузырьков в воде под действием сильных электрических полей // Теплофизика высоких температур. 2001. Т. 39. №2. С. 181.

70. Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. М.: Наука. 1979.

71. Pascual СС, Jeter SM, Abdel-Khalik SI. A statistical analysis of EHD-enhanced nucleate boiling along a heated wire. Int J Heat Mass Transfer 2001;44:1201-12.

72. Pascual CC, Jeter SM, Abdel-Khalik SI. Visualization of boiling bubble dynamics using a flat uniformly heated transparent surface. Int J Heat Mass Transfer 2002;45:691-6.

73. Neve RS, Yan YY. Enhancement of heat exchanger performance using combined electrohydrodynamic and passive methods // Int. J. Heat and Fluid Flow. 1996. 17. P. 403^109.

74. Yan Y.Y. et al. EHD Effects on Nucleate Boiling at Passively Enhance Surfaces // Experimental Heat Transfer. 1996. N 9. P. 195-211.

75. Damianidis С. et al. EHD Boiling Enhancement in Shell-and-Tube Evaporators and its Application in Refrigeration Plants // ASHRAE Transactions. 1992. V. 98(2). P. 462-472.

76. Cooper P. EHD Enhancement of Nucleate Boiling // ASME Journal of Heat Transfer. 1990. 112. P. 458-464.

77. Papar R.A. et al. Effect of Electrode Geometry on EHD-Enhanced Boiling of R-I23/Oil Mixture // ASHRAE Transactions 1993. 99(1). P. 1237-1243.

78. Geppert C.A. Electrohydrodynamically Enhanced Heat Transfer in Pool Boiling // Technical Report, Department of Mechanical Engineering, Texas A&M University, 1994.

79. Damianidis C., Collins M.W., Karayiannis T.G., Allen P.H.G. EHD enhancement of heat transfer in evaporators and condensers. Proc.llth Int. Symp. of Heating, Refrigerating and Air Conditioning, Interklima 91. Zagreb, 1991, pp. 10-26.

80. Ogata J., Iwafuji Y., Shimada Y., Yamazaki T. Boiling heat transfer enhancement in tube-bundle evaporators utilizing electric field effects. ASHRAE Trans. 98(2), 435-444 (1992).

81. Karayiannis T.G., Xu Y. Electric field effect in boiling heat transfer. Part A: Simulation of the Electric Field and Electric Forces // J. Enhanced Heat Transfer. 1998. 5. P. 217-230.

82. Karayiannis T.G., Xu Y. Electric field effect in boiling heat transfer. Part B: Electrode geometry // J. Enhanced Heat Transfer. 1998. 5. P. 231-247.

83. Додж Б. Ф. Химическая термодинамика. Пер. с англ. М.: ИЛ, 1950, 788 с.

84. Кириллин В. А., Сычев В. В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. М.¡Энергия, 1974, 255 с.

85. Аметистов Е.В., Клименко В.В., Павлов Ю.М. Кипение криогенных жидкостей. М.: Энергоатомиздат, 1995. 400с.

86. Губкин А.Н. Физика диэлектриков. М.: Высшая школа. 1971. 272с.

87. Абрагам М., Беккер Р. Теория электричества.Том 1. JI.-M.: ГОНТИ НКТПСССР, 1939, 260 с.

88. Лабунцов Д. А., Ягов В. В. Механика двухфазных систем. Учебное пособие для вузов. М.: Издательство МЭИ. 2000.

89. Воробьёв B.C., Малышенко С.П., Петрин А.Б. Об эффекте полевых ловушек при кипении диэлектрических жидкостей в неоднородных электрических полях // Теплофизика высоких температур. 2005. Т. 43. №5. С. 249-255.

90. Физические величины: Справочник/ А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова.-М. :Энергоатомиздат, 1991.-1232с.

91. Температурные измерения. Справочник. Киев. «Hayкова Думка». 1989.