Теплообмен и кризисные явления при пленочном течении бинарной смеси хладонов на гладких и структурированных поверхностях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

Г

Володин Олег Александрович

ТЕПЛООБМЕН И КРИЗИСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ ПЛЕНОЧНОМ ТЕЧЕНИИ БИНАРНОЙ СМЕСИ ХЛАДОНОВ НА ГЛАДКИХ И СТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ

01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

13 НОЯ 2014

Новосибирск - 2014

005555089

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель:

чл.-корр. РАН, доктор физико-математических наук Павленко Александр Николаевич

Официальные оппоненты:

Кузнецов Гений Владимирович - д.ф.-м.н., профессор, Энергетический институт ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», заведующий кафедрой.

Виноградов Владимир Егорович - д.ф.-м.н., ФГБУН Институт теплофизики УрО РАН, г. Екатеринбург, с.н.с.

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет» (МЭИ), г. Москва

Защита состоится 10 декабря 2014 г. в 10 час. 30 мин., на заседании диссертационного совета Д 003.053.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте Института теплофизики СО РАН: http://www.itp.nsc.ru/files/dissovet/Volodin/ Dissertatsiya.pdf

Автореферат разослан «_»_2014 г.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 630090, г. Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева, 1, Ученому секретарю совета. E-mail: dissovet@itp.nsc.ru Факс: (383) 330-84-80

Ученый секретарь

диссертационного совета д.ф.-м.н., профессор

Кузнецов Владимир Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Пленочные течения жидкостей широко используются в различных технологических процессах. Малое термическое сопротивление и большая поверхность контакта при малых удельных расходах жидкости делают стекающую пленку жидкости эффективным средством в процессах межфазного тепломассообмена. На данный момент опубликовано большое количество работ по теоретическому и экспериментальному исследованию гидродинамики и теплообмена в стекающих пленках жидкости.

В последнее время в тепломассобменных аппаратах различного назначения все большее применение находят структурированные поверхности, способные значительно интенсифицировать теплообмен и стабилизировать (или дестабилизировать) пленочное течение, появляются все новые исследования, посвященные изучению влияния структуры тепловыделяющей поверхности на теплообмен и гидродинамику пленочного течения. Однако, систематизированные данные для маловязких высокосмачивающих жидкостей (хладоны и их смеси, криогенные жидкости) при их течении по поверхностям сложной геометрии практически отсутствуют.

В различных отраслях промышленности в качестве рабочих жидкостей используются как чистые вещества, так и их смеси. Испарение смесей веществ играет важную роль в таких областях, как нефтехимическая промышленность, в химических технологиях, в системах охлаждения, в энергетическом оборудовании. Имеющиеся в литературе экспериментальные данные показывают значительное влияние концентрации летучего компонента смеси на интенсивность теплообмена для различных режимов течения. В то же время, опытных данных для анализа влияния этого фактора в случае пленочного течения в литературе недостаточно.

Актуальность исследования теплообмена и гидродинамики при течении смесей хладонов обусловлена необходимостью перехода промышленности на озонобезопасные вещества, являющиеся, как правило, смесями известных хладагентов с близкими температурами кипения.

Вследствие изложенного, определение эффективных структур теплоотдающей поверхности, способствующих интенсификации теплообмена в режимах испарения и кипения при пленочном течении бинарной смеси хладонов различного состава в широком диапазоне изменения степени орошения является актуальной научно-практической задачей.

Целью работы является экспериментальное изучение гидродинамики, тепломассообмена и развития кризисных явлений (в режимах испарения и кипения) при пленочном течении бинарной смеси хладонов 1121 /Я 114 на обогреваемых поверхностях различной геометрии.

Основные задачи исследования

• исследование влияния структуры тепловыделяющей поверхности на коэффициент теплоотдачи при испарении и кипении пленки бинарной смеси хладонов К21/11114 на поверхностях различной геометрии в широком диапазоне изменения пленочного числа Рейнольдса (60-1060);

• исследование влияния структуры тепловыделяющей поверхности на развитие кризисных явлений и величину критического теплового потока (КТП) в режимах испарения и кипения стекающей пленки смеси хладонов;

• определение влияния концентрации легкокипящего компонента (хладон Ш14) на теплообмен при испарении и кипении пленок смеси Я21/Я114, стекающих по гладким и структурированным поверхностям;

• исследование особенностей пленочного течения маловязких высокосмачивающих жидкостей (смесь хладонов 1121/11114, жидкий азот) по поверхностям сложной геометрии при различной степени орошения в адиабатических условиях;

• обобщение и анализ полученных опытных данных по влиянию параметров структурирования поверхности на гидродинамические и теплообменные характеристики.

Научная новизна

Впервые получены экспериментальные данные по коэффициенту теплоотдачи и величине КТП в режимах испарения и кипения при пленочном течении бинарной смеси хладонов Я21/Я114 на гладких и структурированных поверхностях.

Установлено, что наличие поперечного оребрения приводит к дополнительному волнообразованию на поверхности стекающей пленки, что вызывает интенсификацию теплоотдачи в режиме испарения на данной поверхности по сравнению с гладкой в диапазоне пленочного числа Рейнольдса Яе: (400-700).

Показано, что зависимость коэффициента теплоотдачи от числа Яе для поверхности с ромбовидной текстурой, способствующей лучшему перераспределению жидкости по поверхности, аналогична зависимости, полученной в режиме испарения для гладких труб с наличием незначительной интенсификации теплоотдачи в области изменения числа Яе: (100-500).

Обнаружено, что на поверхности с сетчатым покрытием кипение начинается при меньших тепловых потоках, чем на других исследованных поверхностях. Установлено, что в режиме испарения и в области перехода к пузырьковому кипению коэффициент теплоотдачи для поверхности с сетчатым покрытием выше, чем для гладкой и текстурированных поверхностей.

Показано, что полученные опытные данные по кипению пленки смеси различного состава, стекающей по гладкой, оребренной и ромбовидной поверхностям, хорошо описываются зависимостью, предложенной в работе [Гогонин, 2010] для кипения в стекающей пленке.

Впервые показано, что в диапазоне изменения начального состава смеси хладонов (0-19.4)% входная концентрация легкокипящего компонента не оказывает заметного влияния на коэффициент теплоотдачи при испарении пленки смеси Я21/Ш14.

Исследовано влияние текстур различного типа на развитие кризиса и величину КТП. Впервые показано, что величина КТП для стекающих ламинарно-волновых пленок определяется зависимостью, полученной на основе рассмотрения возникновения кризиса теплоотдачи в испаряющейся волновой пленке жидкости.

Показано различие характера волнового течения пленки смеси хладонов 1121/11114 на поверхностях различной геометрии. Исследованы режимы течения пленки криогенной жидкости при различной степени и способах орошения гофрированных поверхностей, выявлены характерные значения числа Рейнольдса, соответствующие прекращению, а также стабилизации перетока жидкости через гребни гофр.

Практическая значимость результатов

Результаты исследований по гидродинамике, тепломассообмену и развитию кризисных явлений при пленочном течении маловязких жидкостей и их смесей по поверхностям различной геометрии важны для выбора оптимальных режимов работы с подобными рабочими средами в различных технических приложениях. Полученные зависимости для коэффициента теплоотдачи могут быть использованы при разработке и внедрении в промышленности текстурированных труб и других поверхностей, предназначенных для интенсификации тепломассобмена при пленочных течениях жидкостей. Выявленные в работе закономерности полезны при моделировании и расчете процессов тепломассобмена в структурированных насадках (применяемых в технологических процессах абсорбции и дистилляции), в различного рода теплообменниках и других приложениях, использующих пленочные течения жидкости.

Достоверность полученных результатов обеспечивается проведением специальных тестовых и калибровочных экспериментов с применением прецизионных датчиков и современной измерительной аппаратуры; оценкой величин погрешностей, воспроизводимостью результатов опытов и подтверждением их достоверности за счет сравнения с экспериментальными и теоретическими результатами других авторов.

Автор защищает

Опытные данные по коэффициенту теплоотдачи в режимах испарения и пузырькового кипения пленки бинарной смеси хладонов 1121/11114 различного состава, стекающей по гладким и структурированным поверхностям в диапазоне пленочного числа Рейнольдса 11е: (60-1060).

Результаты по исследованию влияния структуры тепловыделяющей поверхности на развитие кризисных явлений и величину критического теплового потока в режимах испарения и кипения стекающей пленки смеси.

Результаты по исследованию влияния концентрации летучего компонента на теплообмен при испарении и кипении пленок смеси хладонов, стекающих по гладким и структурированным поверхностям.

Результаты по исследованию особенностей пленочного течения смеси хладонов R21/R114 и жидкого азота по поверхностям сложной геометрии при различной степени орошения в адиабатических условиях.

Выводы, сделанные при обобщении и анализе полученных экспериментальных данных, по влиянию параметров структурирования поверхности на гидродинамические и теплообменные характеристики.

Личный вклад соискателя

Постановка задач исследования осуществлена автором совместно с научным руководителем чл.-корр. РАН, зав. лаб. А.Н. Павленко и старшим научным сотрудником, к.т.н. Н.И. Печеркиным. Разработка и создание экспериментального стенда и рабочих участков выполнены автором совместно с Н.И. Печеркиным. Непосредственно автором разработаны и отлажены системы сбора данных и подачи напряжения на тепловыделяющие рабочие участки. Проведены эксперименты по исследованию теплообмена и кризисных явлений при течении пленки смеси хладонов на поперечно оребренной и ромбовидной поверхностях. Исследована гидродинамика пленочного течения жидкого азота на гофрированной поверхности. Обработка и анализ экспериментальных данных, подготовка публикаций осуществлялись лично автором, либо при его непосредственном участии.

Апробация работы

Результаты работы были представлены на 10 отечественных и 6 международных конференциях и семинарах: Всероссийской молодежной конференции «Устойчивость и турбулентность течений гомогенных и гетерогенных жидкостей» (Новосибирск, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Теплофизические основы энергетических технологий» (Томск, 2010); Пятой Российской национальной конференции по теплообмену «РНКТ-5» (Москва, 2010); XXIX Сибирском теплофизическом семинаре (Новосибирск, 2010); XI Всероссийской школе-конференции молодых ученых «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики» (Новосибирск, 2010); XVIII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (Звенигород, 2011); IX Всероссийской конференции молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии» (Новосибирск, 2012); X международной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики» (Новосибирск, 2012); VIII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов академика РАН В.Е. Алемасова «Проблемы тепломассобмена и гидродинамики в машиностроении» (Казань, 2012 г); XIX Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (Орехово-Зуево, 2013); Fourth International Topical Team Workshop

on two-phase systems for ground and space applications (Новосибирск, 2009); 7th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics «HEFAT 2010» (Antalya, Turkey, 2010); 6-th International Conference on Fluid Mechanics «ICFM-б» (Guangzhou, China, 2011); Seventh International Conference on Diffusion in Solids and Liquids «DSL-7» (Algarve, Portugal, 2011); Second International Workshop on Heat Transfer Advances for Energy Conservation and Pollution Control «IWHT2013» (Xi'an, China, 2013); 21-st International Congress of Chemical and Process Engineering «CHISA 2014» (Prague, Czech Republic).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 8 - в рецензируемых журналах, из которых 5 - из перечня ВАК.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на 144 страницах, включает библиографический список из 126 наименований работ, иллюстрирована 63 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении диссертации обоснована актуальность выбранной темы, поставлена цель и сформулированы основные задачи работы. Отмечена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

Первая глава посвящена обзору работ, посвященных изучению гидродинамики, тепломассообмена и кризисных явлений при пленочных течениях однокомпонентных жидкостей и их смесей на тепловыделяющих поверхностях различной геометрии.

В разделе 1.1 рассмотрены работы, посвященные теоретическим и экспериментальным исследованиям гидродинамики пленки жидкости, стекающей по гладким и структурированным поверхностям. Анализ результатов исследований, в частности, показывает, что наличие текстуры на рабочей поверхности оказывает влияние на скорость волн, их частоту и устойчивость пленочного течения жидкости.

В разделе 1.2 рассматриваются вопросы, связанные с изучением теплообмена при пленочных течениях однокомпонентных жидкостей и их смесей на тепловыделяющих поверхностях различной геометрии. Подробно рассмотрены подходы и соотношения, предлагаемые различными авторами для расчета коэффициента теплоотдачи при испарении стекающей по обогреваемой поверхности пленки жидкости. Проводится анализ работ, посвященных исследованию интенсификации теплоотдачи при испарении пленок жидкости на структурированных поверхностях. Рассматриваются вопросы, относящиеся к испарению пленок смесей веществ, а также вопросы,

связанные с кипением однокомпонентных жидкостей и их смесей в большом объеме и при пленочном течении по поверхностям различной геометрии.

В разделе 1.3 проводится анализ работ, посвященных изучению кризисных явлений при течении пленок жидкости по тепловыделяющим поверхностям различной геометрии. Рассмотрены экспериментальные работы, посвященные измерению критического теплового потока (КТП), а также представленные в литературе модели расчета КТП для условий пленочного течения жидкости при развитии кризисных явлений различных типов.

Из анализа литературы следует, что, несмотря на наличие большого количества работ, посвященных исследованиям теплообмена при пленочном течении жидкости по обогреваемым поверхностям, опытных данных, которые бы позволили систематизировать информацию по теплообмену и развитию кризисных явлений в режимах испарения и кипения пленок маловязких высокосмачивающих жидкостей и их смесей при течении по поверхностям различной геометрии, недостаточно.

На основе проведенного анализа литературы в заключительной части первой главы сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена описанию экспериментальных установок и методик измерения, используемых в работе.

На рис. 1 приведена принципиальная схема экспериментальной установки, предназначенной для исследования теплообмена, кризисных явлений и волновых характеристик при пленочном течении бинарных смесей хладонов Я21/Я114 с различной концентрацией Ш14 на входе по поверхностям различной геометрии (фреоновый контур). В верхней части оптической колонны 1 расположен бак постоянного уровня 2, в который из емкости 4 подается смесь хладонов с помощью насоса 5. Из бака постоянного уровня 2 жидкость через щелевой распределитель поступает на рабочий участок 3. Далее жидкость стекает в сборный стаканчик и затем вниз колонны, откуда по трубопроводу возвращается в емкость 4. Корпус колонны представляет собой теплоизолированный цилиндр из нержавеющей стали с внутренним диаметром 270 мм и высотой 1500 мм. На боковой поверхности колонны имеются три оптических окна диаметром 60 мм для визуализации течения и проведения фото- и видеосъемок.

На рис. 2 показана схема экспериментальной секции для исследования теплообмена на участках с различной структурой поверхности. Течение пленок смеси хладонов с различной начальной концентрацией легкокипящего компонента осуществляется на вертикально ориентированных съемных трубах из дюралюминия или латуни диаметром 50 мм. В качестве рабочих участков использовались: гладкая труба, труба с поперечным оребрением синусоидальной формы, труба с трехмерной ромбовидной текстурой поверхности и труба с сетчатым покрытием. Параметры рабочих участков приведены в табл. 1. Размер распределительной щели составлял 100 мкм.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки (фреоновый контур): 1 - оптическая колонна, 2 - бак постоянного уровня, 3 — экспериментальный участок, 4 - фреоновая емкость, 5 - насос. М - манометр, Р — расходомер, ТР - терморезисторы.

Р2Ш114

/ /,

I I

К хроматографам

4 6

Рис. 2. Схема экспериментальной секции: 1 - щелевой распределитель, 2 - границы зоны тепловыделения, 3 - термопары, 4 - фторопластовая подложка, 5 - холодные спаи термопар, б - терморезистор, 7 - сборный стаканчик.

Таблица 1. Параметры структурированных поверхностей.

Тип структуры поверхности рабочего участка Параметры структуры

Поперечное оребрение синусоидальной формы Шаг горизонтальной текстуры — 1.5 мм, глубина - 0.4 мм

Ромбовидная структура Расстояние между канавками текстуры - 1.0 мм, глубина и ширина канавок - 0.3 мм, меньший угол ромба, образованного пересекающимися канавками, - 60°

Сетчатое покрытие Размер ячейки латунной сетки 1.6x1.6 мм, диаметр проволоки — 0.4 мм. Размер ячейки в свету - 1.2 мм

Для обогрева рабочего участка использовался нагревательный элемент длиной 70 мм, устанавливаемый внутрь тонкостенной трубы. Верхняя граница зоны тепловыделения находилась на расстоянии 75-100 мм от щелевого распределителя жидкости (в зависимости от участка), что обеспечивало течение пленки жидкости по тепловыделяющей поверхности в режиме гидродинамической стабилизации.

Для измерения локальной температуры поверхности по высоте тепловыделяющего участка трубы устанавливались медь-константановые термопары диаметром 0.08 мм, заделанные заподлицо с поверхностью трубы. Шаг между термопарами, установленными по вертикали, - 18 мм, расстояние между началом зоны тепловыделения и верхней термопарой - 8 мм (см. рис. 2). Холодные спаи термопар, погруженные в слой жидкости на дне колонны, находились при одинаковой температуре, которая определялась с помощью малоинерционного терморезистора НЕЬ-700. Температура в различных участках рабочего объема оптической колонны контролировалась с помощью платиновых терморезисторов. Температура жидкости измерялась в баке перед рабочим участком, в сборном стаканчике непосредственно после рабочего участка и в нижней части колонны. Температура паровой фазы измерялась в верхней, средней и нижней частях колонны. Абсолютное давление в колонне измерялось манометром Метран-100, расход жидкости -турбинным расходомером.

Мольная доля компонентов бинарной смеси фреонов измерялась методом газовой хроматографии. Измерение состава смеси производилось в трех точках: на линии подачи смеси в бак постоянного уровня (исходный состав смеси), в сборном проточном стаканчике, куда стекала смесь с рабочего участка, а также на дне оптической колонны.

Визуализация и запись процессов, развивающихся при течении волновой пленки жидкости, осуществлялась с помощью высокоскоростной цифровой видеокамеры Phantom 7.0 с частотой 1000 кадров в секунду. Эксперименты проводились в стационарных условиях. Циркулирующая по замкнутому контуру бинарная смесь хладонов R21/R114 во время эксперимента находилась в условиях насыщения. Эксперименты проводились при давлении (1.6-2.1) бар. Диапазон изменения пленочного числа Рейнольдса на входе в рабочий участок составлял: Re = 60-1060 (Re = 4/7v, где Г-расход жидкости на единицу ширины пленки, м2/с; v - коэффициент кинематической вязкости, м2/с). Величина плотности теплового потока во время эксперимента варьировалась от 0 до 8.5 Вт/см2. Утечки тепла с торцов обогреваемого участка составляли не более 10%. Начальная концентрация Сх легкокипящего компонента смеси изменялась в диапазоне 0-19.4%.

Погрешность определения величины плотности теплового потока с учетом тепловых потерь за счет теплопроводности в стенке составляла не более 6%. Относительная погрешность определения коэффициента теплоотдачи, как правило, не превышала 16%. Величина концентрации компонентов смеси согласно техническому описанию хроматографической системы измерения определялась с относительной погрешностью 3%. Относительная погрешность измерения скорости крупных волн составляла не более 8%. Погрешность измерения средней длины крупных волн не превышала 12%. Объемный расход жидкости измерялся с помощью турбинного расходомера FTO-5 с погрешностью не более 3%. Относительная погрешность в определении числа Рейнольдса не превышала 5%.

На рис. 3 представлена принципиальная схема экспериментальной установки для исследования гидродинамики стекающих по поверхностям различной геометрии пленок криогенной жидкости. Эксперименты в адиабатических условиях проводились с помощью оптического криостата, представляющего собой криогенную емкость с внутренним диаметром 0.2 м и высотой 1.25 м. Через четыре оптических окна диаметром 45 мм осуществлялась визуализация течения и видеосъемка. Рабочий объем криостата был заполнен насыщенными парами азота, температура насыщения при атмосферном давлении составляла 77.4 К.

В экспериментах на оптическом криостате использовались следующие алюминиевые рабочие участки: 1 — плоская гладкая перфорированная поверхность; 2 - плоская перфорированная поверхность с горизонтальной текстурой и 3 - перфорированная поверхность с крупным гофрированием и горизонтальной текстурой. Рабочие участки шириной 75 мм и длиной 300 мм были расположены под баком постоянного уровня (рис. 3). Жидкость поступала на рабочие участки через распределительную щель, образованную двумя пластинами, закрепленными на дне бака. Установка заданного размера щели обеспечивалась прокладкой калиброванной металлической фольги толщиной 50 мкм. Длина распределительной щели составляла 75 мм.

Нагреватель

Вакуумный Выходной резервуар насос (гелиевый сосуд)

Криостат

Мерная

емкость Входной резервуар Резервуар (гелиевый сосуд) избыточного давления

Рис. 3. Схема экспериментальной установки (оптический криостат).

Толщина пластин составляла 0.2 мм. В экспериментах, посвященных изучению влияния перфорирования на волновое течение пленки, в центральной части плоских пластин были проделаны отдельные отверстия диаметром 4 или 10 мм. Во всех экспериментах с гофрированными пластинами использовались участки с параметрами текстуры, соответствующими характеристикам промышленной насадки «Sulzer 500Y» [Fair, Bravo, 1990] (угол наклона гофр к горизонтали - 47°, высота - 6.9 мм, длина волны гофрирования - 10.1 мм, угол сгиба гофр - 59°; амплитуда горизонтальной текстуры - 0.2 мм, шаг - 1.5 мм). Во время проведения опытов применялось два метода орошения. В первом случае в верхней части пластины орошались все пять каналов. Во втором случае орошался только крайний правый канал, что позволяло определить зависимость доли жидкости, перетекающей через ребро орошаемого канала в неорошаемую область, от расхода жидкости. Расход жидкости определялся объемным методом, для чего в нижней части измерительной секции устанавливались измерительные сосуды. Относительная погрешность измерений расхода жидкости не превышала 8%.

В третьей главе представлены результаты экспериментального исследования теплообмена и кризисных явлений при испарении и кипении пленок бинарной смеси хладонов, стекающих по гладким и структурированным поверхностям.

В разделе 3.1 приведены данные по визуализации пленочного течения смеси хладонов на тепловыделяющих поверхностях различной геометрии. Течение пленки смеси на различных поверхностях при различной плотности теплового потока показано на рис. 4.

Рис. 4. Течение пленки бинарной смеси хладонов на различных поверхностях: (а) -гладкая поверхность, (б) - поперечное оребрение, (в) - ромбовидная структура, (г) -сетчатое покрытие. Яе: (208-312), q = (1.6-5.1) Вт/см2; концентрация летучего компонента: Сх = (10-19)%.

Раздел 3.2 посвящен описанию режимов теплообмена и первичных опытных данных по коэффициентам теплоотдачи для различных поверхностей. На рис. 5 приведены данные по влиянию теплового потока на осредненный по длине коэффициент теплоотдачи для гладкой и структурированных поверхностей. При тепловых потоках ц < 1 Вт/см2 теплообмен осуществляется в режиме испарения по всей длине участка. В этом режиме коэффициент теплоотдачи практически не зависит от теплового потока. При увеличении теплового потока режим испарения сменяется режимом пузырькового кипения. Затем, при приближении к критической плотности теплового потока (КТП), на теплоотдающей поверхности возникают сначала замываемые, а затем стабильные сухие пятна. На рис. 5 видно (точки 3), что при превышении КТП на участке с ромбовидной текстурой не наблюдается резкого уменьшения коэффициента теплоотдачи, как в случае гладкой поверхности (точки 1). При малых числах Рейнольдса

замываемые сухие пятна возникают непосредственно в режиме испарения. За величину КТП везде принимается тепловой поток, вызывающий появление на теплоотдающей поверхности устойчивых сухих пятен, следствием чего является резкий рост локальных температур поверхности в областях осушения. Превышение КТП, как правило, ведет к увеличению сухих пятен и осушению теплоотдающей поверхности, см. рис. 4в (д = 5.1 Вт/см2).

♦ -1 * ♦ * л

□ -2 ... д-3 -- ♦ ♦ ° д

в'' й д *□ А Д л

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

Я, Вт/см2

Рис. 5. Теплоотдача на различных поверхностях. 1 - гладкая поверхность; 2 -поперечное оребрение; 3- ромбовидная текстура. Р = 2 бар. Яе= 412; Сх = (10-19)%.

8000 7000 6000 2" 5000 Ы 4000

ш

- 3000

а

2 ООО 1000 о

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 q, Вт/см2

Рис. 6. Теплоотдача при течении пленки смеси на гладкой трубе и на трубе с сетчатым покрытием. Р = 2 бар; Яе = 640; Сх = (12-13)%.

На рис. 6 показаны характерные результаты по измерению коэффициента теплоотдачи на участке с сетчатым покрытием. Пузырьковое

♦

! ° ♦

О ♦

; о

« ........^¡е .... ♦ Гладкая труба

оо I ♦

кипение на участке с сеткой начинается при меньших тепловых потоках (q ~ 0.7 Вт/см2) в связи с более ранним, чем на других исследованных поверхностях, зарождением пузырей в местах контакта проволочек сетки со стенкой. В области развития пузырькового кипения значения коэффициента теплоотдачи для участка с сеткой лежат значительно выше, чем для гладкой и текстурированных труб (до двух раз), см. рис. 6.

В разделе 3.3 представлены результаты измерения концентрации легкокипящего компонента R114 бинарной смеси хладонов R114/R21 на входе и выходе гладких и структурированных тепловыделяющих поверхностей в зависимости от времени при пошаговом изменении тепловой нагрузки. Характерное изменение концентрации показано на рис. 7, также на рис. 7 нанесены соответствующие значения плотности теплового потока. Из рисунка видно, что концентрация легкокипящего компонента при максимальных тепловых нагрузках уменьшается на (3-4)% от первоначальной (на 15-20% по абсолютной величине, соответственно).

Рис. 7. Изменение концентрации R114 от времени в зависимости от плотности теплового потока (оребренная поверхность): 1 - концентрация R114 (С,) на подаче жидкости; 2 - Сх на выходе из рабочего участка; 3 - плотность теплового потока. Re = 520, Р= 1.9 бар.

Раздел 3.4 посвящен анализу полученных результатов по испарению стекающих пленок смеси хладонов на поверхностях различной геометрии. На рис. 8 приведены данные по коэффициенту теплоотдачи в режиме испарения в зависимости от числа Рейнольдса для гладкой, поперечно оребренной и ромбовидной поверхностей. Число Рейнольдса рассчитано по среднему расходу жидкости между входом и выходом. Из рис. 8 видно, что зависимость коэффициента теплоотдачи от степени орошения для поверхности с ромбовидной текстурой аналогична зависимости для гладкой

поверхности с некоторой интенсификацией теплоотдачи в диапазоне пленочного числа Яе: (100-500).

Рис. 8. Теплоотдача при испарении пленки смеси хладонов на гладкой и структурированных поверхностях. Экспериментальные данные (дюраль): 1 - гладкая поверхность, Сх = (8.8-16.6)%; 2 - оребренная поверхность, Сх - (4.4-14.5)%; 3 -ромбовидная текстура, Сх = 19.4%. Расчетные зависимости: 4 - [АШшзеэги ег а1., 1998]; 5 - [Чжунь, Себан, 1971]; 6 - решение Нуссельта. Р = 2-2.1 бар.

Поведение коэффициента теплоотдачи для поперечно сребренной поверхности носит принципиально иной характер (см. рис. 8). Уменьшение коэффициента теплоотдачи при малых расходах жидкости связано с тем, что заполнение горизонтальных каналов оребренной поверхности приводит к увеличению толщины слоя жидкости на поверхности трубы и, соответственно, к росту термического сопротивления пленки. При увеличении числа Рейнольдса (11е > 400) дополнительное волнообразование на поверхности пленки, стекающей по поперечно оребренной поверхности, приводит к интенсификации теплообмена в режиме испарения на данной поверхности по сравнению с гладкой и ромбовидной поверхностями.

На рис. 8 также приведены известные эмпирические зависимости, обобщающие данные различных авторов для гладких поверхностей. Поведение опытных данных по коэффициенту теплоотдачи для гладкой и ромбовидной поверхностей качественно описывается расчетом, предложенным в [АИшББеип е1 а1., 1998]. Решение Нуссельта лежит существенно ниже экспериментальных данных, как для гладкой, так и для структурированных поверхностей.

В разделе 3.4 также показано, что в диапазоне изменения концентрации летучего компонента (0-16.6%) влияния начального состава смеси на теплоотдачу при испарении не наблюдается.

В этом же разделе главы приведено сравнение полученных опытных данных по теплоотдаче при испарении пленки смеси хладонов на гладких поверхностях с имеющимися в литературе опытными данными по коэффициенту теплоотдачи при течении хладона Я11 на длинных вертикальных трубах [81гиуе, 1969] и на пучке горизонтальных гладких и оребренных труб [ТиуНа, 1998]. Полученные в работе опытные данные в диапазоне изменения числа Рейнольдса (60-600) частично согласуются с данными [Тчука, 1998] и во всем диапазоне изменения числа Яе лежат выше данных [Бй-ш/е 1969], полученных для хладона ЯП. Весь массив опытных данных для испарения смеси хладонов в диапазоне изменения концентрации летучего компонента (0-16.6%), полученных в исследовании для гладких поверхностей из дюралюминия и латуни, с точностью ± 25% описывается корреляцией [АШизвеш еС а1., 1998]. Зависимость [Чжунь, Себан, 1971] во всем диапазоне расходов проходит по нижней границе полученного в работе массива опытных данных.

Параметры структур исследуемых в работе поперечно оребренной, ромбовидной и сетчатой поверхностей были подобраны в первую очередь для изучения возможности интенсификации теплоотдачи в режиме испарения пленки жидкости. Шаг и глубина канавок, как и параметры ячейки сетки выбраны близкими к значениям постоянной Лапласа (А = 1.1 мм) и средней толщины пленки по Нуссельту (до = 0.1 мм) для используемой рабочей жидкости. Однако, с точки зрения практического применения модифицированных поверхностей в различных приложениях, необходимо иметь наиболее полную информацию об особенностях теплообмена на данных поверхностях, включая изучение режима кипения и развития кризисных явлений. Это позволит подбирать наиболее эффективные в плане интенсификации теплообмена для различных приложений и рабочих режимов типы структур поверхностей с учетом их технических возможностей и ограничений.

В разделе 3.5 третьей главы диссертации представлены результаты измерения коэффициентов теплоотдачи при кипении пленки смеси хладонов на поверхностях различной геометрии и их обсуждение.

При увеличении теплового потока q > 1 Вт/см2 наблюдается переход от испарения к режиму пузырькового кипения, в котором величина теплового потока определяет интенсивность теплоотдачи. Как показали эксперименты на гладких поверхностях, в режиме пузырькового кипения при числах Рейнольдса Яе = 410 и 640 коэффициенты теплоотдачи при течении смеси Я21/Я114 совпадают с соответствующими значениями для однокомпонентной жидкости (хладон Я21). Однако, для Яе = 320, 520 и 840 наблюдается некоторое повышение (практически в рамках погрешности

измерения) коэффициента теплоотдачи для смеси 1121/11114 по сравнению с хладоном 1121 в области развитого пузырькового кипения, см. рис. 9. Влияние расхода жидкости на теплообмен в режиме кипения практически отсутствует.

_6000 ¡с см

\ 5000 ш

а- 4000 3000 2000 1000 0

0 200 400 600 800 1 000 1 200

Re

Рис. 9. Теплоотдача при кипении хладона R21 и 12%-ой смеси R21/R114 на гладкой поверхности (латунь) при различных величинах числа Re на входе, q = 3.11 Вт/см2.

Опытные данные по зависимости коэффициента теплоотдачи от плотности теплового потока при пузырьковом кипении пленки на гладких и структурированных поверхностях приведены на рис. 10. Полученные в работе данные хорошо описываются расчетом по модели И. И. Гогонина [Гогонин, 2010] для стекающих пленок жидкости. Некоторое снижение коэффициента теплоотдачи на поперечно оребренной и ромбовидной поверхностях по сравнению с гладкой (рис. 10) может быть обусловлено дополнительным термическим сопротивлением пленки жидкости в каналах текстуры.

Расчетная зависимость В.В. Ягова [Ягов, 1988] для кипения в большом объеме во всех случаях лежит существенно ниже полученных опытных данных, что, по-видимому, связано с различием характеров кипения в пленке жидкости и в большом объеме (рис. 10).

В более поздних работах В.В. Ягова [Yagov, 1998] и И.И. Гогонина [Гогонин, 2013], авторами упомянутых расчетных зависимостей предложены поправочные множители, учитывающие снижение коэффициента теплоотдачи в случае пузырькового кипения бинарных смесей. Однако, согласно проведенным оценкам, для смеси хладонов R21/R114 величины данных поправок оказываются несущественными, не превышая 5%.

♦ ♦ ♦ ф-О ♦ f

О о О Г'"...........

О Фреон R21

♦ Смесь 12%,

R21/R114

а, Вт/(м2К) □ - 2

4000 --

2000 ■ ■

0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0 Вт/см'

6.0

Рис. 10. Теплоотдача при кипении на гладкой, оребренной и ромбовидной поверхностях при различных величинах числа Яе: 1 - гладкая поверхность; 2 -поперечное оребрение; 3 - ромбовидная текстура; линия 4 - расчет по модели [Ягов, 1988]; линия 5 - расчет по модели [Гогонин, 2010]. Сх = (4—19%).

Раздел 3.6 третьей главы посвящен исследованию кризисных явлений в пленке смеси хладонов, стекающей по поверхностям различной геометрии.

На рис. 11 приведены опытные данные по КТП и сравнение результатов измерений с известными моделями. Точки 1-4 соответствуют опытным данным для смеси хладонов 1121/11114 в диапазоне изменения Сх: (4-19)%. Из сравнения экспериментальных данных следует, что на поперечно оребренной поверхности при малых расходах жидкости в пленке величина КТП оказывается несколько выше по сравнению с гладкой поверхностью вследствие увеличения эффективной толщины пленки в горизонтальных каналах текстуры. При увеличении числа Рейнольдса (Яе > 350), в режимах более развитого кипения в пленке, величина КТП на оребренной поверхности уменьшается по сравнению с гладкой. Подробное обсуждение причин данных различий по величине КТП приведено в разделе 3.6 третьей главы диссертации.

Величина КТП для ромбовидной структуры и сетчатого покрытия поверхности в области Ые < 500 заметно превышает (до 100%) величину КТП как для гладкой, так и для поперечно оребренной поверхностей. В случае ромбовидной поверхности это может объясняться более равномерным распределением локальной толщины пленки по площади данной поверхности, что способствует стабильному существованию режима испарения и затягивает начало развития кризиса. Сетчатое покрытие, в свою очередь, способствует образованию дополнительных центров пузырькового

кипения в местах контакта узлов сетки с тепловыделяющей стенкой, а также формированию менисков около обтекаемых жидкостью проволочек.

На рис. 11 также показано, что для модифицированной промышленной поверхности Ое\уа-В5 (точки 3, 6) значения КТП лежат выше, чем для гладкой и поперечно оребренной поверхностей. В то время как значения КТП для ромбовидной структуры и сетчатого покрытия в области Ые < 400 близки к значениям для поверхности Се\та-В5.

Линия 8 на рис. 11 соответствует расчету КТП, предложенному в [11еёа е! а1., 1981] в результате обобщения опытных данных. Диапазон пленочного числа Рейнольдса, охваченный в [иеда е1 а1., 1981], соответствует области (300-3000), в качестве рабочего участка авторами использовался вертикальный цилиндр диаметром 8.0 мм. Экспериментальные значения КТП, полученные в настоящем исследовании, для всех типов структурированных поверхностей лежат заметно выше зависимости, предложенной в [иеёа е1 а1., 1981].

Рис. 11. Зависимость КТП от числа Рейнольдса. Смеси хладонов R21/R114: 1 - гладкая поверхность; 2 - поперечное оребрение; 3 - ромбовидная текстура; 4 - сетчатое покрытие. 5, 6 - данные [Christians М., Thome J.R., 2012] для хладонов R236fa и R134a (Gewa-B5). 7 - тепловой поток, соответствующий полному испарению на выходе. Расчетные зависимости: 8 - [Ueda et al., 1981], 9 - [Mudawar et al., 1987], 10 -[Pavlenko, Lei, 1997].

Линия 9 на рис. 11 соответствует расчету КТП, предложенному в [Mudawar et al., 1987]. В модели [Mudawar et al., 1987], апробированной на достаточно «толстых» пленках, развитие кризиса при развитом пузырьковом кипении связывается с отторжением пленки от нагревателя непосредственно на входе тепловыделяющей поверхности. В то время как в настоящей работе принимается, что развитие кризисных явлений для ламинарно-волнового течения пленки

20

определяется закономерностями возникновения сухих пятен, характерными для режима испарения волновой пленки жидкости. Данная точка зрения согласуется с результатами наблюдений и высокоскоростной видеосъемки. Первые сухие пятна возникают в нижней части теплоотдающей поверхности при тепловых потоках, соответствующих не полностью развитому пузырьковому кипению (при сопоставлении с тепловыми потоками, характерными для условий большого объема).

В обзоре литературы диссертации приведена модель А.Н. Павленко, В.В. Леля [Pavlenko, Lei, 1997], согласно которой для возникновения кризиса необходимо испарить жидкость в остаточном слое между гребнями крупных волн, а также жидкость, которая периодически поступает в остаточный слой при прохождении крупных трехмерных волн. Полученная зависимость, учитывающая эти две компоненты, имеет вид:

з„ Л

Яке = ГР

гЦч!- + 0.25 köT

3 v'-l ÜCm

где: 8 — толщина остаточного слоя, м;

/ = Я - средняя длина волны, м; J = Z I Х- частота прохождения крупных трехмерных волн, с"1. Эти величины являются функциями локального числа Рейнольдса на выходе из обогреваемого рабочего участка. Линия 10 на рис. 11 соответствует величине КТП, рассчитанной по зависимости [Pavlenko, Lei, 1997]. Значения для средней длины волны 2 и средней скорости крупных волн ? взяты из экспериментов. Толщина остаточного слоя рассчитывалась согласно [Pavlenko, Lei, 1997] в зависимости от локального числа Рейнольдса на выходе. Учет влияния трехмерной формы волн на условия подтекания жидкости в остаточный слой и его периодическое обновление определяется вторым членом формулы с коэффициентом обновления к = 0.2. Из рис. 11 видно, что зависимость, разработанная для условий развития кризиса в режиме испарения стекающих волновых пленок жидкости, в основном удовлетворительно описывает полученные результаты по условиям возникновения сухих пятен на исследованных гладких и структурированных поверхностях.

В разделе 3.7 представлено описание основных результатов и выводов к главе 3.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию гидродинамики пленочного течения смеси хладонов R21/R114 на поверхностях различной геометрии, а также изучению гидродинамики пленочного течения жидкого азота на поверхностях сложной геометрии: гофрированных алюминиевых пластинах с наличием мелкой горизонтальной текстуры и перфорации. Практический интерес к последним поверхностям связан с тем, что структурированные насадки, применяемые в технологических процессах абсорбции и дистилляции («Sulzer 500Y», «Koch 1Y» и др.), состоят из пакетов рифленых пластин, имеющих геометрические параметры подобные параметрам исследуемых в данной работе структурированных поверхностей.

Раздел 4.1 посвящен изучению волновых характеристик пленочного течения смеси хладонов на гладких и структурированных поверхностях. На рис. 12 приведены опытные данные по зависимости скорости крупных волн от пленочного числа Рейнольдса для гладкой и структурированных поверхностей (точки 1-3), экспериментальные данные для азота (точки 4 и 5), полученные в работах [Алексеенко и др, 1997; Рау1епко е1 а1., 2002] для гладких поверхностей, и расчет для фазовой скорости волн в рамках нелинейной теории (линия 7). Из сравнения представленных данных следует, что значения скорости крупных волн для приведенных жидкостей близки друг к другу и вплоть до числа Яе ~ 400 слабо зависят от наличия текстуры на поверхности. С превышением Яе > 400 данные по скорости для гладкой и ромбовидной поверхностей в зависимости от степени орошения ведут себя одинаково, в то время как значения скорости волн на поверхности участка с поперечным оребрением оказываются ниже и не зависят от степени орошения. Это связано с генерацией крупными волнами, проходящими по поперечно оребренной поверхности, вторичных волн меньшего масштаба и общим изменением характера волнового течения пленки.

Рис. 12. Средняя скорость крупных волн на гладкой и структурированных поверхностях. Смеси хладонов: 1 - гладкая поверхность, 2 - поперечное оребрение, 3 - ромбовидная структура. Азот, гладкая поверхность: 4 - данные [Алексеенко и др, 1997]; 5 - данные [Рау1епко й а1., 2002]; 6 - скорость поперечных волн в горизонтальных каналах (смесь 1121/11114); 7 - расчет [Холпанов, Шкадов, 1971].

Данные по скорости вторичных волн, распространяющихся вдоль горизонтальных каналов оребренной поверхности, представлены на рис. 12 точками 6. Скорость вторичных волн сравнима по величине со скоростью крупных волн. При прохождении крупных волн по оребренной поверхности часть жидкости растекается по горизонтальным каналам, формируя с увеличением плотности орошения (Яе > 400) сложное волновое течение

22

(рябь) с меньшим масштабом волн. Такое изменение характера волнового течения пленки, как показано в третьей главе диссертации, приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи в режиме испарения пленки на поперечно оребренной поверхности по сравнению с гладкой и ромбовидной поверхностями.

Расчетная зависимость, предложенная в [Холпанов, Шкадов, 1990], описывает полученные опытные данные по скоростям крупных волн при пленочном течении смеси хладонов и жидкого азота только до Яе = 200. В диапазоне изменения числа Рейнольдса от 200 до 800 опытные данные для смеси хладонов и азота лежат значительно ниже.

В разделе 4.2 приведены результаты изучения гидродинамики пленочного течения криогенной жидкости (жидкий азот) по поверхности вертикальных перфорированных пластин при наличии или отсутствии мелкой горизонтальной текстуры и крупного гофрирования при различной степени орошения в адиабатических условиях.

120

г?

I 80

_СГ

40

сг

о

О 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Ч „р„ш, 10' м3/с

Рис. 13. Относительная доля жидкого азота, удерживаемая в крупных орошаемых каналах. Гофрированная пластина с горизонтальной текстурой. Диаметр отверстий - 4 мм. Толщина пластины: 1 -0.2 мм, 2- 0.15 мм.

Показано, что характер растекания жидкости по гофрированной поверхности пластин сложным образом зависит от степени орошения. Выявлено, что наличие мелкой горизонтальной текстуры обеспечивает лучшее перераспределение криогенной жидкости по поверхности гофрированных пластин. Определено характерное число Рейнольдса, соответствующее прекращению перетекания жидкости через гребни гофр и формированию крупных несмоченных зон на текстурированных поверхностях (Кехар1 = 125). Обнаружено, что в области больших степеней орошения (Яе > Яехар2 = 442) относительная доля жидкости, удерживаемая в канале, не зависит от расхода (рис. 13).

В разделе 4.3 представлено описание основных результатов и выводов к главе 4.

1 Яегар,=125 ♦ -1

* I» ■ -2

, ♦ , Яе„р2=442

1 ■ и 1 : ..... ■ ■ ♦

В заключении диссертации приведены основные результаты и выводы:

1. Установлено, что изменение характера волнового течения пленки при числах Рейнольдса Яе > 400 приводит к интенсификации теплообмена в режиме испарения на поперечно оребренной поверхности по сравнению с гладкой и ромбовидной поверхностями. Показано, что зависимость коэффициента теплоотдачи при испарении для поверхности с ромбовидной структурой аналогична зависимости для гладкой поверхности с областью незначительной интенсификации теплоотдачи в диапазоне числа Рейнольдса (100-500). Обнаружено, что в режиме испарения и в области развития пузырькового кипения коэффициент теплоотдачи для поверхности с сетчатым покрытием выше, чем для гладкой и текстурированных поверхностей.

2. Показано, что полученные опытные данные по кипению пленки смеси различного состава, стекающей по гладкой, оребренной и ромбовидной поверхностям, хорошо описываются зависимостью И.И. Гогонина [Гогонин, 2010] для кипения в стекающей пленке. Установлено, что кипение на поверхности с сетчатым покрытием начинается при меньших тепловых потоках, чем на других исследованных поверхностях.

3. Впервые показано, что в диапазоне изменения концентрации летучего компонента смеси хладонов 1121/11114 (0-19)% не наблюдается заметного влияния начального состава смеси на коэффициент теплоотдачи при испарении пленки. Продемонстрировано, что интенсивное выпаривание летучего компонента бинарной смеси хладонов приводит к заметному изменению состава смеси в стекающей по тепловыделяющей поверхности пленке.

4. Установлено, что развитие кризиса в стекающих ламинарно-волновых пленках на поверхностях различной геометрии удовлетворительно описывается расчетом по модели кризиса теплоотдачи в условиях испарения [Рау1епко, ЬеГ, 1997], в то время как известные зависимости для расчета КТП в условиях кипения не описывают полученные опытные данные. Обнаружено, что величина КТП для поверхностей с ромбовидной структурой и сетчатым покрытием в области Яе < 500 существенно превышает соответствующие значения для гладкой и оребренной поверхностей (до 100%).

5. Показано, что зависимости скорости крупных волн от числа Рейнольдса для гладкой и ромбовидной поверхностей имеют аналогичный характер. Значения скорости для оребренной поверхности в области 11е > 400 лежат существенно ниже соответствующих значений для гладкой и ромбовидной поверхностей и не зависят от степени орошения. Для случая пленочного течения жидкого азота по гофрированной поверхности выявлены характерные значения числа Рейнольдса, соответствующие прекращению, а также стабилизации перетока жидкости через гребни гофр.

Основные публикации автора по материалам диссертации:

1. Володин О.А., Павленко А.Н., Печеркин Н.И., Сердюков B.C. Испарение и кипение пленки бинарной смеси фреонов на вертикальном цилиндре с сетчатым покрытием // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Серия: Физика. 2014. Т. 9, № 1. С. 70-78. Из списка ВАК.

2. Володин О.А., Павленко А.Н., Печеркин Н.И. Теплообмен и волновые характеристики при течении пленки бинарной смеси фреонов по поверхности с трехмерной текстурой // Теплофизика высоких температур, 2013. Т. 51, № 6. С. 864. Из списка ВАК.

3. Володин О.А., Печеркин Н.И. Теплообмен и кризисные явления в пленках смесей фреонов, стекающих по структурированной поверхности // Тепловые процессы в технике, 2012. Т. 4, № 2. С. 56-67. Из списка ВАК.

4. Павленко А.Н., Печеркин Н.И., Володин О.А. Теплообмен и кризисные явления при кипении в пленках смесей фреонов, стекающих по оребренной трубе // Теплофизика и аэромеханика. 2012. Т. 19, № 1. С. 143-154. Из списка ВАК.

5. Печеркин Н.И., Павленко А.Н., Володин О.А. Теплоотдача при испарении стекающих пленок смеси фреонов на гладкой и структурированной поверхностях // Теплофизика и аэромеханика. 2011. Т. 18, № 4. С. 605-616. Из списка ВАК.

6. Pecherkin N.I., Pavlenko A.N., Volodin О.А. Flow dynamics, heat transfer and crisis phenomena in the films of binary freon mixtures, falling over the structured surface // Int. J. of Fluid Mech. Research. 2012. T. 39, № 2. C. 125-135.

7. Pecherkin N.I., Pavlenko A.N., Volodin O.A. Flow dynamics and breakdown of falling liquid films on the heated smooth and structured surface // "Recent Progresses in Fluid Dynamics Research - Proceedings of the Sixth International Conference on Fluid Mechanics, ICFM VI" AIP Conf. Proc. Vol. 1376. 2011. P. 448-450.

8. Pavlenko A. N„ Pecherkin N. I., Chekhovich V. Yu., Volodin O.A. Hydrodynamics in falling liquid films on surfaces with complex geometry. // "Microgravity Science and Technology". 2009, Vol. 21 (Suppl. 1). P. 207-213.

9. Pecherkin N.I., Pavlenko A.N., Volodin O.A. Heat transfer in falling film of freon mixture on a vertical tube with wire mesh coating // Proc. of the 21st International Congress of Chemical and Process Engineering 'CHISA 2014'. 23-27 August 2014, Prague, Czech Republic.

10. Pecherkin N.I., Pavlenko A.N., Volodin O.A. Heat transfer and crisis phenomena at the film flows of freon mixture over vertical structured surfaces // Proc. of the 2nd International Workshop on Heat Transfer Advances for Energy Conservation and Pollution Control «IWHT2013». Xi'an, China, 2013.

11. Володин О.А., Печеркин Н.И. Теплообмен и кризисные явления при пленочных течениях фреонов по структурированным поверхностям // Сборник тезисов XIX Школы-семинара молодых ученых и специалистов под

руководством академика РАН А.И. Леонтьева. 20-24 мая 2013 г., С. 245. г. Орехово-Зуево, Московская область.

12. Pecherkin N.I., Pavlenko A.N., Volodin О.A. Flow dynamics, heat transfer and crisis phenomena in the films of binary freon mixture, falling over the structured surface // Proc. of the 7th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids «DSL-7». Algarve, Portugal, 2011.

13. Pecherkin N.I., Pavlenko A.N., Chekhovich V.Yu., Volodin O.A., and Tsoi A.N. Heat transfer and wave characteristics in the films of binary freon mixtures, falling over the structured surface // Proc. 7th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, HEFAT 2010, 19-21 July 2010, Antalya, Turkey. P. 451.

14. Володин O.A., Печеркин Н.И. Теплообмен и кризисные явления в пленках смесей фреонов, стекающих по структурированной поверхности // Сборник тезисов XVIII Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. 23-27 мая 2011 г., С.171. г. Звенигород, Московская область.

15. Печеркин Н.И., Павленко А.Н., Володин О.А., Чехович В.Ю., Цой А.Н. Теплообмен и кризисные явления при кипении и испарении в стекающих пленках смесей фреонов // В Трудах «Пятой Российской национальной конференции по теплообмену (РНКТ-5)». 25-29 октября 2010 г., Москва.

Подписано к печати 8 октября 2014 г. Заказ № 25 Формат 60x84/16. Объем 1.0 уч.-изд. л. Тираж 120 экз.

Отпечатано в Институте теплофизики СО РАН 630090, Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 1