Теплозащитные свойства пристенных газожидкостных завес

Шаров, Константин Александрович

Теплозащитные свойства пристенных газожидкостных завес тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Шаров, Константин Александрович АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Новосибирск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2004 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.14 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Теплозащитные свойства пристенных газожидкостных завес»

Автореферат диссертации на тему "Теплозащитные свойства пристенных газожидкостных завес"

На правах рукописи

Шаров Константин Александрович

ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ПРИСТЕННЫХ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ЗАВЕС

01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2004

Работа выполнена в Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Терехов Виктор Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кортиков Николай Николаевич

доктор физико-математических наук Павленко Александр Николаевич

Ведущая организация: Московский Государственный Техниче-

ский университет им. Баумана, г. Москва

Защита состоится "_"_2004 г. в_час._мин. на заседании диссертационного совета К 003.053.01 по присуждению ученой степени кандидата наук в Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск-90, проспект Академика Лаврентьева, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН.

Автореферат разослан "

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета К 003.053.01 доктор технических наук, профессор

В.Н. Ярыгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Проблема защиты рабочих поверхностей энергетических установок от воздействия высокотемпературных и агрессивных потоков существует давно и ее решению посвящено большое число исследований. Данная задача не потеряла своей актуальности и в настоящее время, поскольку одним из возможных путей повышения кпд энергетических установок является увеличение температуры рабочего процесса.

Для тепловой защиты широкое распространение получили пристенные охлаждающие струи (газовые завесы). Течение и тепломассообмен однофазных газовых завес изучено достаточно глубоко в работах Кутателадзе, Леонтьева, Волчкова, Репухова и др.

Эффективность тепловой зашиты стенок можно повысить путем введения в поток газа, подаваемого на охлаждение, мелкодисперсных капель жидкости, причем достаточно сильные эффекты достигаются при относительно малых-(не более 5-10% по массе) содержаниях жидкой фазы в пристенной струе. При этом в газожидкостной завесе за счёт процесса испарения капель происходит снижение температуры газа в пристенном слое по сравнению со случаем подачи в пристенную струю только газовой (паровой) фазы.

Однако использование двухфазных завес в реальных технических устройствах сдерживается отсутствием достаточно полной экспериментальной информации, на основе которой могли бы быть созданы надёжные инженерные методы расчёта тепловой эффективности пристенных газокапельных струй. Особенно остро эта проблема стоит при описании структуры двухфазного слоя смешения и осаждения части жидкости на стенки.

Цель настоящей работы:

1) Систематическое экспериментальное исследование эффективности газожидкостных завес и изучение влияния основных параметров струйного охлаждения — температуры основного потока, концентрации жидкой фазы, тепло-физических свойств охладителя, интенсивности вдува и др.

2) Исследование тепловой структуры пограничного слоя при наличии пристенной газопарожидкостной завесы, а также влияния процесса осаждения капель на характеристики плёночного течения.

3) Анализ экспериментальных данных с целью определения параметров, влияющих на теплозащитные свойства двухфазных завес.

Научная новизна

Проведено систематическое экспериментальное исследование структуры пограничного слоя и эффективности пристенных газожидкостных завес в цилиндрическом канале за сплошной кольцевой щелью. Получены новые экспериментальные данные по влиянию на эффективность газожидкостных завес

Í<,oc. национальная i 3 библиотека {

большого числа термогазодинамических параметров. Показано, что увеличение температуры основного потока ведёт к снижению эффективности пристенных газожидкостных завес, а неравновесные испарительные процессы к эффекту "захолаживания", в результате чего эффективность превышает 1. Впервые установлено, что сильное влияние на значения эффективности оказывает процесс осаждения капель на стенку с образованием жидкой плёнки. Показано, что большая часть жидкости осаждается в начальных сечениях канала, а увеличение скорости спутного потока приводит к усилению волнообразования. Проведён анализ полученных экспериментальных данных и сравнение с известными теоретическими зависимостями и численными расчётами.

Практическая ценность

Проблемы развития новой техники и повышения её экономичности тесно связаны с увеличением уровня температур рабочих процессов в машинах и установках. Рабочие температуры в проточных каналах многих энергетических устройств (ЖРД, РДТТ, ГТУ и др.) превышают 1000 °С. В настоящее время ведётся поиск новых путей повышения эффективности систем охлаждения. Одним из таких путей является организация газожидкостных пристенных тепловых завес путём вдува в пограничный слой основного высокотемпературного потока двухфазного охладителя, где для дополнительного охлаждения стенок используется теплота фазового перехода. Настоящая работа является систематическим исследованием эффективности такого рода защиты, и изучения влияния на неё различных факторов. Результаты работы были использованы для апробации разработанных в ИТ СО РАН численных моделей расчёта эффективности пристенных газожидкостных завес.

Достоверность полученных результатов определяется применением аттестованных средств измерения, проведением тестовых опытов, анализом погрешностей измерения.

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментального исследования тепловой структуры пограничного слоя при наличии пристенных газокапельных потоков, а также процессов осаждения из них капель на стенки канала с образованием жидкой плёнки и исследования динамики пленок, сформированных из газокапельных струй в спутном потоке газа.

2. Опытные данные по исследованию эффективности охлаждения пристенных газожидкостных завес, и влиянию на эффективность температуры основного потока, параметра вдува, массовой концентрации жидкости в пристенной струе, теплофизических свойств охладителя и ориентации канала.

Апробация работы

Результаты работы обсуждались на семинарах отдела термогазодинамики, International Symposium on The Physics of Heat and Mass Transfer in Boiling and Condensattion. (1997, Moscow), V Международной и VI Всероссийской конференциях молодых ученых "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" (Новосибирск, 1998, 2000), 223 и З63 Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 1998, 2002), 2-nd International Symposium on Two-Phase Modelling and Experiment (Pisa, 1999), 13— Школе-семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева (Петербург, 2001), 4th International Conference On Multiphase Flow (New Orleans, 2001), 18th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems (Zaragosa, 2002).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 12 работ в отечественной и зарубежной печати.

Личный вклад автора

В опубликованных в соавторстве работах лично автору принадлежит: 1) изготовление рабочих участков экспериментальной установки, тарировоч-ного устройства для системы измерения толщины жидких плёнок, а также калибровка данной системы; 2) проведение экспериментов по исследованию процессов осаждения жидкости из пристенных газожидкостных завес и динамики течения жидких плёнок в вертикальном цилиндрическом канале; 3) проведение экспериментов по исследованию тепловой структуры пограничного слоя при наличии пристенных газожидкостных завес, а также их эффективности; 4) обработка опытных данных, участие в обсуждении и интерпретации полученных результатов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырёх глав и выводов. Объем диссертации составляет 172 страницы, включая таблицы и 67 рисунков. Список литературы содержит 76 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель исследований, отмечена научная новизна и практическая значимость работы, дано краткое содержание диссертации.

В первой главе представлен анализ имеющихся в литературе исследований по эффективности охлаждения двухфазных газожидкостных завес, рассмотрены имеющиеся в литературе теоретические модели и экспериментальные результаты.

Теоретические работы (Репухов, Васильев, Недужко) строятся на решении интегральных уравнений пограничного слоя с привлечением аналогии Рей-нольдса или модели диффузионного фронта испарения. При этом рассматриваются как равновесные, так и неравновесные газопарожидкостные завесы. В последнее время в серии работ (Терехов, Пахомов, 2002 г.) расчёт пристенных газокапельных струй основан на решении систем уравнений осреднённого и пульсационного движения газовой и жидкой фаз с привлечением моделей турбулентности и учётом межфазного взаимодействия. Эти модели позволяют более подробно учесть сложные особенности аэродинамики и тепломассопре-носа в газожидкостных завесах.

Впервые экспериментальные результаты (Talmour, Weber 1970 г.) по эффективности газопарожидкостных завес показали значительное повышение эффективности газопарожидкостной завесы на участке двухфазного течения по сравнению с чисто газовой завесой.

Обширная серия экспериментов по исследованию эффективности двухфазных завес была проведена в ИТТФ НАН Украины. Эксперименты проводились в горизонтальном канале прямоугольного сечения, исследовалась эффективность газопарожидкостных завес и влияние на неё концентрации, теп-лофизических свойств жидкой фазы охладителя, параметра вдува. Также были проведены исследования эффективности в сверхзвуковом потоке. Температура основного потока не варьировалась. Проводилось сопоставление с неравновесной моделью, было предложено в качестве нормирующего масштаба эффективности использовать разность температуры основного потока и температуры адиабатического испарения вторичного потока. В работах ИТ СО РАН (Волчков, Лебедев, Терехов, Шишкин, 1992 г.), исследовалось влияние жидкой фазы в пристенной струе. Концентрация жидкости изменялась от 1 до 100%. Была установлена предельная концентрация, около 6%, выше которой содержание жидкой фазы в пристенной струе не оказывало влияния на эффективность.

На основании анализа имеющихся в литературе данных можно сделать вывод о неполноте исследования эффективности охлаждения газожидкостных завес. Влияние многих факторов на защитные свойства пристенных газокапельных потоков остаётся невыясненным. Отсутствуют исследования структуры течения при наличии пристенных газокапельных струй, а также данные по осаждению капель на стенки канала и закономерности развития плёночного течения в спутном газовом потоке.

В итоге первой главы сформулированы следующие задачи исследования:

1) Систематическое экспериментальное исследование эффективности газожидкостных завес и изучение влияния температуры основного потока, параметра вдува, ориентации канала.

2) Исследование структуры пограничного слоя и процесса осаждения капель при наличии пристенной газопарожидкостной завесы.

Во второй главе описываются экспериментальная установка, методы исследования, приводятся результаты тестовых опытов и оценка погрешности измерения.

Экспериментальная установка представляет собой аэродинамическую трубу непрерывного действия открытого типа. Воздушный поток, подаваемый в аэродинамическую трубу, назовём основным потоком, а периферийный подаваемый через камеру смешения — вторичным потоком. Перед входным диффузором располагается омический нагреватель, который позволяет получать значения температуры воздуха до 400°С.

Схема течения изображена на рис. 1. В цилиндрическом канале создаётся коаксиальный поток, центральная часть которого имеет более высокую температуру. В периферийный поток инжектируются капли жидкости, часть которых осаждается на стенках канала, образуя плёнку. Коаксиальный поток характеризуется параметром вдува

где р$и5 = (О.+Сж)/!^, и - массовые расходы воздуха и воды в пристенной струе, - площадь кольцевой щели, а также массовой концентрацией жидкости в пристенной струе Высота щели сос-

тавляет 5 мм, жидкость распылялась через 48 форсунок диаметром 0,5 мм, расположенных по окружности. Подача жидкости осуществлялась из бака, который наддувался сжатым воздухом. Максимум распределения частиц по размерам соответствовал 200 мкм.

Рабочий участок представляет собой цилиндрический канал диаметром 100 мм и длиной 1,2 м. Вдоль образующей канала располагались 48 хромель-алюмелевых термопар, диаметром 0,2 мм, заделанных заподлицо с внутренней поверхностью. Для устранения теплопотерь через поверхность канала, она изолировалась от окружающей среды слоем пенопласта толщиной 50 мм. В процессе проведения экспериментов рабочий участок мог устанавливаться вертикально и горизонтально.

При исследовании структуры двухфазного пограничного слоя использовался специальный канал, представляющий собой набор цилиндрических секций выполненных из полированного оргстекла. Длина канала варьировалась, и существовала возможность измерения характеристик пограничного слоя в нескольких сечениях на различных расстояниях от входа. В том же канале про-

Рис. 1. Схема течения.

водились исследования динамики течения плёнки жидкости, образованной из осаждающихся частиц жидкости.

Структура двухфазного пограничного слоя изучалась посредством измерения поперечных профилей температур сухого и мокрого термометров, по которым строились профили влажности и концентрации водяного пара. Измерение температуры сухого и мокрого термометров осуществлялось термопарами, изготовленными из медь-константановых проводов диаметром 0,1 мм. От капель, содержащихся в потоке, горячий спай датчика температуры сухого термометра был защищён экраном. Для измерения температуры мокрого термометра, спай термопары запекался в пористый элемент, изготовленный из стеклянных шариков диаметром 0,2 мм. Перед каждым измерением температуры датчик мокрого термометра опрыскивался водой.

Измерения средней толщины и волновых характеристик плёнки жидкости, образованной осаждающимися каплями производились с помощью системы с датчиком емкостного типа, разработанной в ИТ СО РАН. Тарировка системы производилась контактным методом в тарировочном устройстве. В ходе опытов измерялось количество осаждённой влаги из образуемой плёнки жидкости. Отбор осуществлялся специально изготовленным насадком.

Основной серии экспериментов по исследованию эффективности газожидкостных завес предшествовали тарировочные и отладочные опыты. В результате была установлена хорошая корреляция опытных данных с классическими зависимостями для однофазного завесного охлаждения.

В третьей главе представлены результаты экспериментального изучения процессов осаждения из пристенных газокапельных струй, а также тепловой и концентрационной структуры пограничного слоя при наличии газожидкостной завесы.

В опытах параметр вдува принимал значения т = <*> (только пристенная струя); 1,8; 1; 0,6. Температура газа основного потока была близкой к температуре вторичного и составляла

Изменение относительной плотности орошения осаждаемых на стенку жидких капель по длине канала при различных скоростях спутного потока показано на рис. 2. Здесь Г = <3/ржлО, а Г, - плотность орошения на входе в канал.

Для спутных двухфазных струй (рис. 2. а) наибольшее осаждение имеет место при самой малой концентрации капель, причем на достаточно коротком расстоянии от входа (х/з ~ 60—100) происходит практически полное выпадение капель на стенку канала. Для больших содержаний жидкой фазы в пристенной струе темп осаждения замедляется и на выходе оседает всего 40—50% начального содержания.

Снижение величины Г/Г, по длине свидетельствует о срыве части пленки со стенки, а возрастание расхода осажденной жидкости - о повторном присоединении сорванной жидкости. Для рассматриваемых условий числа Вебера превышают критические значения при

которых возможен срыв потока (здесь Т) - межфазное трение, 8 -толщина пленки, О - поверхностное натяжение жидкости).

С ростом скорости спутного потока, вследствие увеличения межфазного взаимодействия из-за возникающих неустойчиво-стей, вероятность срыва пленки растет, поэтому распределения осаждающейся массы жидкости по длине канала носят более сложный характер (рис. 2. в, г). Чередующиеся срывы и присоединения части жидкости, а также течения в виде ревулет наблюдались и визуально. Кроме того, при малых массовых концентрациях капель на входе (Кж =1.6%) пленка существовала только на малых расстояниях от входа, при этом большая часть поверхности оставалась «сухой».

Изменение осреднённой по времени толщины плёнки жидкости в зависимости от концентрации капель в струе и параметра вдува показано на рис. 3.

Толщина пленки, как правило, возрастает по длине канала при всех исследованных параметрах спутности. Это объясняется непрерывным подводом массы жидкости из газокапельной струи. Исключение составляют пристенные струи с малой концентрацией жидкой фазы на достаточно больших удалениях от места вдува. В ряде режимов (рис. 3. в и г) происходит полный срыв пленки без повторного осаждения на стенку канала.

Увеличение скорости спутного потока приводит к заметному утонению пленки, что объясняется ростом скорости пленки за счёт более сильных межфазных касательных напряжений.

Рис. 2. Относительная скорость орошения пленки, осаждаемой на стенки канала. (а) - (затопленная струя), (б) -1,8;(в)-1;(г) - 0,6.

Для сравнения на рис. 3. приведены расчеты толщины гравитационной свободно стекающей пленки на стабилизированном участке при минимальной ( Кж=0,016, линия 1) и максимальной концентрациях ( Кж = 0,1, линия 2) жидкой фазы. Расчет производился по формуле Нуссельта

При этом полагалось, что вся жидкая капельная фаза, подаваемая в пограничный слой, равномерно распределена по периметру канала в виде пленки.

Как видно (рис. 3. а), толщина плёнки, образованной осаждением капельной фазы, меньше, чем дает расчет по теории Нуссельта. К выходу из канала измеренные и расчетные значения сближаются между собой, что свидетельствует о практически полном осаждении капель на поверхность канала.

Для больших значений скорости спутного потока (рис. 3. в, г) совпадения между теорией Нуссельта и экспериментом не наблюдается. Это объясняется влиянием межфазного взаимодействия. В этом случае расчёт толщины плёнки должен производиться с учетом касательных напряжений между жидкой плёнкой и спутным потоком.

Из данных, представленных на рис. 2. и 3. можно оценить число Рейнольдса жидкой плёнки. Анализ показал, что его максимальное значение составляет Кеж=иж8/\'ж = 5, что соответствует безволновому режиму течения. Однако поверхность осаждаемой плёнки была сильно возмущена при всех параметрах вду-ва и во всех сечениях канала, где производились измерения. Очевидно, поверхность возмущалась совместно осаждающимися каплями и воздушным потоком.

Хотя для начального участка и в присутствии центрального потока, свободного от частиц, данные по осаждению капель в литературе отсутствуют, тем не менее, представляет интерес сравнить полученные результаты с имеющимися экспериментальными данными для осаждения частиц на стабилизированном участке в трубах.

160-<£120

1 во СО 40 а

120

80 т~ ---о

40 1 ¡¿¿м?^ б ^^

80 --ТЗЖ Я. " 0,026 \

60 в А

40 -- ---л

80 60 40 20- 7 0,05 1 0,026 I I 1 1 1 ) 1 Г ^^ о

100 200 300 400 БОО 600

X, мм

Рис. 3. Средняя толщина плёнки, осажденной из пристенной газожидкостной струи. Обозначения соответствуют рис. 2. 1 и 2 - расчет толщины гравитационной плёнки по формуле (1) при Кж = 0,016 и 0,1 соответственно.

Результаты сопоставления были представлены в виде зависимости безразмерной скорости осаждения ко+ от безразмерного времени релаксации частиц Т+, определяемых по формулам:

к* - Jw KD ~ .

Т =

<1 V РгР*

(2)

V 18д:

Здесь у*=\'%/р - динамическая скорость трения; й — диаметр частиц жидкости; р.., Рис - плотности газа и жид костру— динамическая вязкость газа. Скорость осаждения капель определялась по расходу жидкости, измеренному в данном сечении с использованием следующей формулы:

Рис. 4. Скорость осаждения жидкости из пристенных газокапельных струй.

где Q — расход жидкости, измеренный в данном сечении; D - диаметр канала; х - расстояние до рассматриваемого сечения.

На рис. 4. приводится сравнение полученных экспериментальных результатов с диаграммой McCoy, Hanratty (1977 г.) для осаждения частиц на стабилизированном участке трубы. Пунктиром отмечена область разброса опытных данных других авторов. Из рисунка видно, что зависимости, построенные для осаждения частиц на стабилизированном участке трубы, не описывают экспери-

ментальные данные, что говорит о качественно ином механизме осаждения капель в пристенных струях.

Структура теплового слоя смешения изучалась путём измерения профилей температуры сухого и мокрого термометров по радиусу трубы.

По температурам сухого и мокрого термометров строился профиль влажности. Влажность при смешении потоков изменяется от 100% вблизи стенки до 0% в ядре основного потока.

По профилям относительной влажности рассчитывались распределения массовой концентраций водяного пара. Эти данные показаны на рис. 5.

Рис. 5. Профили концентраций водяного пара при наличии газожидкостной завесы.

Измерения проводились при параметре вдува m = 0,6 и температуре основного потока Из рисунка видно, что профили концентраций водяного пара

претерпевают качественные изменения с удалением от входа в рабочий участок. В начальном сечении наблюдается явно выраженный максимум на некотором расстоянии от стенки (рис. 5. а), а далее вниз по потоку профили принимают погранслойный характер (рис. 5. в, г). Наличие максимума объясняется интенсивным испарением капель на границе между основным потоком и двухфазным охладителем.

Профили концентраций водяного пара, измеренные при более высоких концентрациях (Кж = 0,05 и 0,1) имеют аналогичный вид, но в случае переход к погранслойному характеру распределения концентрации пара происходит на более удалённом от входа расстоянии. Таким образом, концентрация жидкости в пристенной струе слабо влияет на характер распределения концентрации пара поперёк пограничного слоя, однако с увеличением концентрации жидкости область насыщенного воздуха возле стенки распространяется вниз по течению.

Рис. 6. Обобщение температурных профилей в цилиндрическом канале при наличии газожидкостной завесы.

Обобщение опытных данных по температурным профилям парогазовой фазы демонстрируется на рис. 6. Профили температур сухого термометра при указанных выше режимных параметрах представлены в типичной струйной обработке. Линия на этом графике соответствует кривой Вихгардта:

Ч=(Т-Т0)/(Тл-То)=ехр[-0.748(у/8„,)ш]

(4)

Несмотря на имеющийся разброс опытных данных можно, для описания распределения температур в двухфазном пограничном слое, в первом приближении воспользоваться струйными закономерностями. В других сечениях, а также концентрациях жидкости 0,05 и 0,1, наблюдается аналогичная картина

В четвертой главе приводятся результаты экспериментального исследования эффективности пристенных газожидкостных завес в цилиндрическом канале.

Под параметром эффективности понимается безразмерная температура адиабатической стенки, рассчитываемая по формуле:

Здесь Т0 - температура основного потока, Т^ - температура адиабатической стенки, Т5 — температура вдуваемого охладителя. Для газожидкостных завес Т определялась как

где - температуры и расходы соответственно газовой и жид-

кой фазы охладителя.

Опыты по исследованию влияния нагрева основного потока проводились при температурах 30, 50, 100, 170, 200°С. Температура вторичного потока оставалась при этом постоянной и составляла ~ 18°С.

Распределение температуры адиабатической стенки по длине канала представлено на рис. 7. Характер изменения кривых, полученных при различных температурах, идентичен. Начиная от места вдува двухфазной смеси, наблюдается понижение температуры, а затем примерно с 10-20 калибра происходит ее увеличение, причем темп нарастания более интенсивный для высоких значений нагрева основного потока.

Такое немонотонное поведение температуры обусловлено влиянием на тепломассоперенос процессов испарения, как капельной фазы, так и пленки жидкости, оседающей на стенки канала из двухфазной пристенной струи. Таким образом, на некотором протяжении канала происходит "захолаживание"

Рис. 7. Распределение температуры адиабатической стенки при изменении температуры основного потока,

т=0,6К,„=0,016.

Рис. 8. Влияние температуры основного потока на эффективность газожидкостной завесы.

пленки жидкости. Этот эффект должен приводить к повышению эффективности охлаждения поверхности, так что её значение может превышать единицу 0 > 1. Это следует из рис. 8, где представлены значения эффективности. Заметно, что увеличение температуры основного потока приводит к снижению величины 0. Как отмечалось выше, для температур основного потока Т0, < 50°С в е л и ч ©й>а1н а достаточно протяженном участке. Начиная с температур опытные данные имеют тенденцию к группированию,

что говорит о достаточно слабом влиянии изменения температур в указанном диапазоне на величину В то же время величина эффективности для двухфазного режима остаётся в 2-3 раза выше, чем при подаче однофазного охладителя. При больших удалениях от начала канала можно отметить сильный разброс опытных данных, что объясняется нестабильным характером течения пленки, сё срывом и возможным повторным присоединением.

Исследование влияния массовой концентрации жидкости в пристенной завесе на её тепловую эффективность проводилось при параметре вдува ш равном 0,6, и температуре основного потока 50оС. Концентрация жидкости в ка-пелыю-воздушной пристенной струе принимала значения 0,016; 0,026; 0,05; 0,1 от расхода вторичного потока.

Результаты опытов приведены на рис. 9. Все опытные данные, для двухфазного режима группируются между собой и практически на всей длине канала . Исключение составляют только малые значения концентрации , для которых к выходу из канала намечается тенденция к сниже-

Рис. 9. Эффективность газожидкостной завесы при различных концентрациях жидкой фазы.

нию тепловой эффективности, что свидетельствует, о завершении испарительных процессов и переходу к однофазному режиму течения.

Более сложной картина распределения 0 наблюдается на входе в канал, где начинается процесс смешения пристенной струи с основным потоком. Учитывая, что газокапельная смесь на входе является неравновесной и при этом начинает формироваться пленка жидкости на поверхности канала, эти эффекты приводят к тому, что наибольшее значение эффективности достигается при наименьшей концентрации. Кроме того, в вертикальном канале исследовалось влияние на эффективность газожидкостных завес параметра вдува и теплофизических свойств жидкой фазы вторичного потока. Влияние параметра вдува изучалось при температуре основного потока 50°С, m принимал значения 1,8; 1; 0,6. Концентрация жидкости составляла 0,016 и 0,026. С уменьшением параметра вдува длина двухфазного участка сокращается, влияние концентрации жидкости заметно при m = 1.

Влияние теплофизиче-ских свойств парожидкост-ного компонента на эффективность газожидкостных завес (рис. 10) исследовалось путём использования в качестве жидкой фазы в пристенной струе этилового спирта. При вдуве спирто-воздушной смеси температура стенки была заметно ниже, чем при наличии во-до-воздушпой завесы, что

Рис. 10. Эффективность охлаждения спирто-воздушной и водо-воздушной завесы. ш = 0,6.

объясняется более низкой температурой адиабатического испарения, однако длина двухфазного участка значительно короче, вследствие большей скорости испарения.

На течение двухфазных газокапельных потоков большое влияние оказывает ориентация канала в поле силы тяжести. При горизонтальном расположении рабочего участка сила тяжести приводит к перераспределению жидкости в пристенной струе. Для избежания миграции капель в нижнюю часть канала под действием силы тяжести подбиралась достаточно высокая скорость газа, чтобы динамические силы превалировали над гравитационными (25-30 м/с).

При проведении экспериментов осуществлялся поворот рабочего участка вокруг своей оси. Измерялась температура адиабатической стенки при трёх положениях образующей, вдоль которой располагались термопары. Верхнее

На рис. 11. изображены кривые эффективности газожидкостной завесы в зависимости от угла поворота рабочего участка. На малых расстояниях от входа эффективность по периметру цилиндрического канала практически не меняется. С удалением от входа в нижней части канала возрастает за счет перетекания жидкости, выпадающей на стенки из пристенной газокапельной струи. На верхней образующей снижение по длине канала происходит менее резко, чем на боковой, возможно, из-за эффекта свисания капель. При концентрации жидкости в пристенной струе Кж = 0,1 характер распределения эффективности имеет такой же вид.

При определении эффективности газовых завес по формуле (5) в качестве температурной разности используется (То-Тэ), где величина ^ представляет собой температуру вторичного потока на срезе щели. Одним из методов обработки экспериментальных данных с целью определения эффективности завес-ного охлаждения, является использование в качестве температуры ближайшей к месту вдува термопары. Результаты такой обработки представлены на рис. 12. а. Распределения температуры стенки были представлены в универсальных координатах, как это принято при обработке данных в теории пристенных завес. Для сравнения здесь же показаны данные опытов по одно-

(а = 0°), боковое (а = 90°), нижнее (а = 180°)

Рис. И. Эффективность газожидкостной завесы в горизонтальном канале.

фазной завесе в сопоставлении с известной зависимостью Кутателадзе-Леонтьева:

где Re^ = poUo/Ax/jlo - число Рейнольдса построенное по параметрам основного потока, Дх = х - х0, х - расстояние вдоль стенки канала, отсчитываемое от среза щели, х„ - длина начального участка, от среза щели, на котором температура стенки равна температуре охладителя и 0 = 1, Res = psUsS/|ls - число Рейнольдса вторичного потока, построенное по параметрам щели. При обработке данных по двухфазной завесе величина длины начального участка принималась равной длине начального участка однофазной завесы.

В работах Репухова и др. предлагается использовать в качестве нормирующего члена разность где Ts« это расчётная температура адиабатического испарения, вычисленная по тепловлажностному состоянию газового охладителя на входе в рабочий участок.

На рис. 12. б демонстрируется эффективность газожидкостной завесы при вариации температуры основного потока, для которой в качестве использовалась температура адиабатического испарения рассчитанная по температуре газовой фазы охладителя на входе в канал и нулевой влажности, поскольку в опытах использовался практически сухой воздух.

Рис. 12. Эффективность газожидкостной завесы при различных способах определения Т5: а — по первой термопаре; б - с использованием Тз«.

1 - формула (9); 2 - однофазная завеса; двухфазная завеса

4- Т0 = 50°С; 5 - Т0 = 100°С; 6 - Т0 =170°С; 7 -Т0=200°С.

В обоих случаях значения эффективности газожидкостной завесы лежат выше данных для эффективности газовых завес. В случае использования в качестве Тз температуры Т$» разброс данных уменьшается, но остается довольно значительным, и обобщения опытных данных не наблюдается.

Образующаяся на стенках канала жидкая пленка испаряется в пограничный слой, а при отсутствии теплообмена со стенкой ее поверхность должна приобретать температуру адиабатического испарения. Исходя из данных рис. 13. можно найти расчетные и экспериментальные предельные значения параметра эффективности:

где (Техред соответствует температура адиабатного испарения при температуре основного потока и нулевой влажности (рис. 13. сплошная линия) или температуре (пунктирная линия) и минимальному значению температуры стенки в эксперименте.

На рис. 13. демонстрируется зависимость предельной эффективности газожидкостной завесы от температуры ядра потока. Как видно, расчетная ©пред сильно изменяется при вариации температуры основного потока, причем при Т0 < 100°С ее величина больше единицы, и при малых температурах Т0 < 50°С предельный параметр эффективности достигает больших величин

При температуре основного потока порядка 100°С наблюдается заметное расслоение 0Лред построенной по и

Экспериментальные значения ©пред (точки на рис. 14.) лежат в промежутке между расчётными линиями, что физически объясняется влиянием процесса смешения между потоком и струёй па температуру адиабатического испарения. Данные рис. 13 позволяют производить оценки максимального значения эффективности газокапельных завес.

При наличии в пограничном слое испаряющейся жидкости необходимо рассчитывать эффективность с использованием полных энтальпий смешивающихся

гл

О 50 100 150 200 250 300

т,°с

Рис. 13. Предельное значение параметра эффективности для двухфазной завесы, m = 0,6; Кж = 1,6%. Точки - эксперимент; линии - расчет по температуре (сплошная) и (пунктирная).

компонентов. В наших опытах определить таким способом эффективность не удалось из-за сложности измерения одновременно с температурой концентрации жидкой и паровой фаз на стенке, поэтому подобного рис. 13. обобщения опытных данных в полных энтальпиях произвести не удаётся.

На рис. 14. приводится сравнение экспериментальных значений эффективности газожидкостной завесы при двух концентрациях жидкости (0,016 и 0,026) и постоянной температуре основного потока равной 100°С, с кривыми эффективности полученными в результате численного расчёта с использованием к-е модели турбулентности (Терехов, Пахомов, 2002 г.). При этом расчётная эффективность определялась двумя способами. В первом случае в качестве температуры адиабатической стенки использовалась температура газопаровой фазы (на рис. 14. сплошные линии). Во втором использовалась температура жидкой фазы (пунктирные линии, рис. 14.). Такой подход предполагает, что поверхность является смоченной, и на ней происходят испарительные процессы. В этом случае, как следует из рисунка, эффективность газожидкостной завесы может превышать 1, экспериментальные лучше согласуются с расчётом, что говорит о значительном влиянии на эффективность газокапельных завес испарительных процессов вблизи стенки.

ВЫВОДЫ

1. Получены новые систематические экспериментальные данные по структуре пограничного слоя и эффективности пристенных газокапельных завес при вариации определяющих термогазодинамических параметров: концентрации жидкой фазы, температуры основного потока, параметра вдува, теплофи-зических свойств жидкости, ориентации канала.

2. Впервые установлено, что сильное влияние на значения эффективности оказывает процесс осаждения капель на стенку с образованием жидкой плёнки. Показано, что большая часть жидкой фазы осаждается в начальных сечениях канала, а увеличение скорости спутного потока приводит к усилению волнообразования на поверхности образуемой плёнки жидкости.

Рис. 14. Сопоставление экспериментальных и расчётных данных по эффективности газожидкостной завесы: 1 - Кж= 0; 2 -Кж =0,016; 3 - Кж= 0,026;

©ь - расчёт по температуре жидкой фазы; ©г - расчёт по температуре газопаровой фазы.

3. Экспериментально показано, что увеличение температуры основного потока вызывает снижение эффективности газожидкостных завес, а неравновесные испарительные процессы приводят к эффекту "захолаживания", в результате чего величина эффективности превышает единицу на достаточно протяжённом участке завесы.

4. В исследованном диапазоне параметров вдува (0,6 < m < 1,8) и концентраций жидкой фазы (1,6% < Кж < 10%) их изменение оказывает слабое влияние на процессы охлаждения. Использование жидкостей с меньшей температурой кипения (этанола) приводит к улучшению защитных свойств на начальных участках течения; затем вследствие более интенсивных испарительных процессов, происходит резкое падение эффективности, сопоставимой с однофазным режимом течения.

5. Показано, что ориентация канала оказывает существенное влияние на распределение параметра эффективности за счёт гравитационных сил, действующих на плёнку жидкости. При горизонтальном расположении канала максимум эффективности достигался в нижней части канала, наименьшее значение - на его боковой части.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Terekhov V.I., Sharov K.A., Shishkin N.E., Lebedev V.P.Transpiration Cooling of Surface by Nearwall Two-Phase Co-Current Jet.// Proc. Int. Symp. on The Physics of Heat and Mass Transfer in Boiling and Condensattion. - Moscow. - 1997. -p. 387-390.

2. Терехов В.И., Терехов В.В., Шаров К.А. Тепло- и массообмен при конденсации водяного пара из влажного воздуха.// Инженерно-физический журнал. — Минск. - 1998. - т.71 - № 5. - с.788-794.

3. Шаров К. А. Исследование процессов неизотермического смешения в пристенной газожидкостной завесе.// Труды V Международной конференции молодых учёных. - Новосибирск. - 1998. - с. 165-171.

4. Терехов В.И., Шаров К.А., Лебедев В.П., Шишкин Н.Е. Неизотермическое смешение пристенной газожидкостной струи с потоком в трубе.// Двухфазные течения: Труды II Российской Национальной конференции по теплообмеггу, М: МЭИ. - 1998. - т.5. - с.117-120.

5. Терехов В.И., Терехов В.В., Шаров К.А. Анализ конвективного тепломассообмена при течении влажного воздуха в канале.// Испарение и конденсация: Труды II Российской Национальной конференции по теплообмену, М: МЭИ. -1998.-т.4.-с.376-379.

6. Терехов В.И., Шаров К.А., Шишкин Н.Е. Экспериментальное исследование смешения газового потока с пристенной газокапелыюй струёй.// Теплофизика и аэромеханика. - 1999. - №3. - с. 331-341.

7. Terekhov V.I., Sharov K.A., Shishkin N.E. Effects of Liquid Droplets on Cooling and Structure of Near-Wall Cocurent Jet.// Proc. 2-nd Int. Symp. on Two-Phase Model. Exp., Italy, Pisa. - 1999. - v.2. - p. 981-986.

8. Пахомов М.А., Шаров К.А. Эффективность защиты стенки при вдуве пристенной газокапельной струи. Эксперимент и численное моделирование // Труды XIII Школы-семинара мол. уч. под руководством академика А.И. Леонтьева, Петербург. - 2001. - т. 2. - с. 34-38.

9. Terekhov V.I., Pachomov MA, Sharov KA, Shishkin N.E. Numerical and experimental study of efficiency of a thermal screen formed by injection of a gasdrop jet into a co-current flow. // Book of Abstracts of the 4lh Int. Conf. On Mult. Flow., New Orleans, Louisiana, USA May 27-June 1. - 2001. - p. 14.

10. V.I. Terekhov, K.A Sharov, A.F. Serov, and A.D. Nazarov Deposition of liquid films from near-wall spray jets in a cylindrical channel.// Proc. 18th Annual Conf. on Liquid Atomization & Spray Syst., Spain, Zaragosa, 9-12 September. -2002.

11. Терехов В.И., Серов А.Ф., Шаров К.А., Назаров А.Д. Экспериментальное исследование осаждения капель жидкости на стенки вертикального цилиндрического канала из пристенных газокапельных струй.// Теплофизика высоких температур.-2003. -т.41. -№3.-с. 1-8.

12. Терехов В.И., Шаров К.А., Шишкин Н.Е.Теплозащитные свойства двухфазных газокапельных завес в вертикальном цилиндрическом канале.// Изв. Акад. Наук, Энергетика. - 2003. - № 6. - с. 135-143.

Подписано к печати 23 марта 2004 г. Заказ № 44 Формат 60/84/16. Объем 1 уч.-изд. л. Тираж 100 экз.

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

р-7187

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Шаров, Константин Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1 глава. АНАЛИЗ РАБОТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ЗАВЕС.

1.1. Обзор теоретических работ.

1.2. Обзор экспериментальных работ.

1.3. Выводы и постановка задач.

2 глава. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ

АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

2.1. Экспериментальная установка.

2.2. Измерительные схемы и аппаратура.

2.3. Оценка погрешности измерений.

2.4. Отладочные опыты и основные характеристики рабочего участка.

3 глава. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ТЕЧЕНИЯ В

ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ ПРИ НАЛИЧИИ ПРИСТЕННОЙ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ

ЗАВЕСЫ.

3.1. Исследование процессов осаждения жидкости на стенки вертикального цилиндрического канала.

3.1.1. Средняя толщина и волновые характеристики свободно стекающей плёнки жидкости.

3.1.2. Осаждение жидкости на стенки канала из пристенных газокапельных струй.

3.2. Тепловая и концентрационная структура пограничного слоя при наличии газожидкостной завесы.

3.2.1. Профили температур и концентраций двухфазного пограничного слоя в цилиндрическом канале.

4 глава. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ЗАВЕС.

4.1. Эффективность газожидкостной завесы в вертикальном цилиндрическом канале.

4.1.1. Эффективность газожидкостной завесы при переменном параметре вдува.

4.1.2. Влияние температуры основного потока на эффективность газожидкостных завес.

4.1.3. Влияние массовой концентрации парожидкостного компонента в пристенной струе на эффективность двухфазных завес.

4.1.4. Влияние на эффективность теплофизических свойств парожидкостного компонента.

4.2. Эффективность газожидкостной завесы в горизонтальном цилиндрическом канале.

4.2.1. Влияние концентрации жидкости во вторичном потоке.

4.2.2. Влияние температуры основного потока.

4.3. Анализ результатов экспериментального исследования газожидкостных завес.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертация по физике, на тему "Теплозащитные свойства пристенных газожидкостных завес"

В связи с этим для тепловой защиты теплонагруженных поверхностей широкое распространение получили пристенные охлаждающие струи [22, 26, 31, 34, 35,] (газовые завесы). Течение и тепломассообмен однофазных газовых завес изучено достаточно глубоко в работах [15, 26, 27, 34, 35, и др].

Эффективность тепловой защиты стенок можно повысить путем введения в поток газа, подаваемого на охлаждение мелкодисперсных капель жидкости. Это отмечается в экспериментальных работах опубликованных в конце 20"го века [16, 71], причем достаточно сильные эффекты достигаются при относительно малых (не более 5-10% по массе) содержаниях жидкой фазы в пристенной струе. При этом в газожидкостной завесе за счёт процесса испарения капель происходит снижение температуры газа в пристенном слое по сравнению со случаем подачи в пристенную струю только газовой (паровой) фазы.

В 80-х годах 20-го века был опубликован ряд работ [7-14, 36, 37] посвящённых теоретическому исследованию защитных свойств газожидкостных завес и созданию методов расчёта -их тепловой эффективности. В 2000-2002 годах появились работы [49, 50, 74] в которых проводится численное моделирование процессов тепломассообмена в пограничном слое при наличии газожидкостной завесы. С помощью численных расчётов исследуется влияние на защитные характеристики завес различных факторов.

Таким образом, целью настоящей работы является:

• Систематическое экспериментальное исследование эффективности газожидкостных завес и изучение влияния основных параметров струйного охлаждения — температуры основного потока, концентрации жидкой фазы, теплофизических свойств охладителя, интенсивности вдува, и других факторов. Х-- ,

• Исследование тепловой структуры пограничного слоя при наличии пристенной газопарожидкостной завесы, а также влияния процесса осаждения капель на характеристики плёночного течения.

• Анализ экспериментальных данных с целью определения параметров, влияющих на теплозащитные свойства двухфазных завес. """

Научная новизна состоит в следующем:

Проведено систематическое исследование эффективности пристенных газожидкостных завес в цилиндрическом канале за сплошной кольцевой щелью. Получены новые экспериментальные данные по влиянию на эффективность газожидкостных завес температуры основного потока. Впервые исследована тепловая структура пограничного слоя при наличии пристенных газокапельных струй и осаждение из них жидкости на стенки канала. Проведён анализ полученных экспериментальных данных и сравнение с известными теоретическими зависимостями и численными расчётами.

Автор выносит на защиту:

1. Результаты экспериментального исследования тепловой структуры пограничного слоя при наличии пристенных газокапельных потоков, а также процессов осаждения из них жидкости на стенки канала с образованием течения плёнки и исследования динамики плёнок, сформированных из газокапельных струй в спутном потоке газа.

2. Опытные данные по исследованию эффективности охлаждения пристенных газожидкостных завес и влиянию на эффективность температуры основного потока, параметра вдува, массовой концентрации жидкости в пристенной струе, теплофизических свойств охладителя и ориентации канала.

3. Результаты анализа различных подходов к обобщению опытных данных, сравнение с результатами численных расчётов.

Результаты работы обсуждались на. семинарах отдела термогазодинамики, International Symposium on The Physics of Heat and Mass Transfer in Boiling and Condensattion. (1997, Moscow), V Международной и VI Всероссийской конференциях молодых ученых "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" (Новосибирск, 1998, 2000), 2~ Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 1998), 2-nd International Symposium on Two-Phase Modelling and Experiment (Pisa, 1999), 13— Школе-семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева «Физические основы экспериментального и математического моделирования процессов газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках» (Санкт-Петербург, 2001), 4th International Conference On Multiphase Flow (New Orleans, 2001), 18th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems (Zaragosa, 2002), 3— Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 2002)

По теме диссертации опубликовано 13 работ в отечественной и зарубежной печати.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав и выводов. Объем диссертации составляет 167 страниц, включая 67 рисунков и 9 таблиц. Список литературы содержит 76 наименований.

Заключение диссертации по теме "Теплофизика и теоретическая теплотехника"

ВЫВОДЫ.

1. Получены новые систематические экспериментальные данные по структуре пограничного слоя и эффективности пристенных газокапельных завес при вариации большого числа термогазодинамических параметров: концентрации жидкой фазы, температуры основного потока, параметра вдува, теплофизмческих свойств жидкости, ориентации канала.

3. Экспериментально показано, что увеличение температуры основного потока вызывает снижение эффективности газожидкостьных завес, а неравновесные испарительные процессы приводят к эффекту "захолаживания", в результате чего величина эффективности превышает единицу на достаточно протяжённом участке завесы.

4. В исследованном, диапазоне параметров вдува (0,6 < ш < 1,8) и концентраций жидкой фазы (1,6% < Кж < 10%) их изменение оказывает слабое влияние на процессы охлаждения. Использование жидкостей с меньшей температурой кипения (этанола) приводит к улучшению защитных свойств на начальных участках течения; затем вследствие более интенсивных испарительных процессов, происходит резкое падение эффективности, сопоставимой с однофазным режимом течения.

142

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Шаров, Константин Александрович, Новосибирск

1. Алексеенко C.B., Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г. Волновое течение плёнок жидкости. - Новосибирск: Наука, 1992. - 256 с.

2. Алексеенко C.B., Назаров А.Д., Павленко А.Н., Серов А.Ф., Чехович В.Ю. Течение плёнки криогенной жидкости по вертикальной поверхности // Теплофизика и аэромеханика. 1997. - 4. - № 3. - с. 307-317.

3. Алипченков В.М., Зайчик Л.И., Мелихов О.И. Моделирование дисперсно-кольцевых газожидкостных потоков в вертикальных каналах // Теплоэнергетика. 2001. - № 3. — с. 9.

4. Берлинер М.А. Измерения влажности. / Издание второе, переработанное. — М.: Энергия, 1973. 399 с.

5. Беспалов Д.П., Козлов В.Н., Матвеев Л.Т. Психрометрические таблицы. -Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 120 с.

6. Бояршинов Б.Ф., Волчков Э.П., Терехов В.И. Конвективный тепломассообмен при испарении жидкости в газовый поток // Изв. СО АН СССР. Сер. Техн. наук. 1985. - Вып. 3. - № 16. - с. 13.

7. Васильев A.A., Репухов В.М. К расчёту двухфазной тепловой завесы на адиабатной стенке // Пром. Теплотехника. 1981. - 3. - № 6. - с. 12-19.

8. Васильев A.A., Котко П.Г., Репухов В.М. Расчёт двухфазной тепловой завесы на адиабатной стенке при существенно переменных теплофизических свойствах // Пром. Теплотехника. —1982. 4. - № 5. — с.8-13.

9. Васильев A.A., Костюков С.И., Репухов В.М. Расчёт газопарожидкостной тепловой завесы на адиабатной стенке с помощью ^¿-диаграммы // Пром. Теплотехника. 1983. - 5. - № 2. - с. 17-21.

10. Ю.Васильев A.A., Репухов В.М. Влияние теплофизических свойств вдуваемого двухфазного охладителя на эффективность тепловой завесы на адиабатной стенке // Пром. Теплотехника. 1983. - 5. - № 5. - с.21-28.

11. П.Васильев A.A. Эффективность неравновесной двухфазной тепловой завесы на адиабатной стенке // Пром. Теплотехника. 1984. - 6. - № 3. -с. 17-23.

12. Васильев A.A. Влияние параметров вдуваемого потока на эффективность неравновесной двухфазной тепловой завесы на адиабатной стенке // Процессы переноса теплоты и вещества. Киев: Наук, думка, 1985. — с.84-92.

13. З.Васильев A.A. Тепломассопернос в пограничном слое на проницаемой поверхности при вдуве испаряющейся парожидкостной смеси // Пром. Теплотехника. 1985. - 7. - № 3. - с.12-17.

14. М.Васильев A.A. Эффективность газопарожидкостной завесы за тангенциальной щелью // Пром. Теплотехника. 1988. - 10. - № 4. - с.35-38.

15. Волчков Э.П. Пристенные газовые завесы. — Новосибирск: Наука, 1983. -240с.

16. Волчков Э.П., Лебедев В.П., Терехов В.И., Шишкин Н.Е. Экспериментальное исследование влияния концентрации мелкодисперсных капель жидкости на эффективность газовой-завесы // Сибирский физико-технический журнал. — 1992. вып.1. - с. 28-32.

17. Вукалович М.П., Новиков И.И. Техническая термодинамика. М.: Госэнергоиздат, 1952. - 567с.

18. Гухман A.A. Применение теории подобия к исследованию процессов тепломассообмена. — М.: Высшая школа, 1967. 304с.

19. Деревич И.В., Зайчик ЛИ. Осаждение частиц из турбулентного потока // Изв. АН СССР МЖГ. 1988. - № 5. - с. 96.20.3айдель А.Н. Ошибки измерения физических величин. Л.: Наука, 1974. — 108 с.

20. Капица П.Л. Волновое течение тонких слоев вязкой жидкости // ЖЭТФ. -1948.- 18.-вып. 1. — с. 3-28.

21. Кортиков Н.Н. Расчёт сопротивления и теплоотдачи полуограниченных струй с помощью интегрального соотношения Кармана // ТВТ 1980. - 8. - № 4. - с. 788-794.

22. Кротов C.B., Назаров А.Д., Павленко А.Н., Серов А.Ф., Чехович В.Ю. Емкостной измеритель локальной пленки жидкости // Приборы и техника эксперимента. 1997. - №1. - С.149.

23. Крошилин А.Е., Кухаренко В.Н., Нигматулин Б.И. Осаждение частиц на стенку канала в градиентном турбулентном потоке // Изв. АН СССР, МЖГ.- 1985.-№4.-с. 57.

24. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепловая завеса при турбулентном пограничном слое газа // Теплофизика высоких температур. 1963. - 1. -№2.-с. 281-290.

25. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М: Энергоатомиздат, Издание второе, переработанное, 1985.-320с.

26. Медников Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. М.: Наука, 1981.- 176 с.

27. ЗО.Недужко А.И. Защитные свойства газопарожидкостных тепловых завес с фазовыми превращениями // Дис. канд. техн. наук, ИТТФ АН УССР -Киев, 1991.-149с.

28. Осипов М.И., Олесевич А.К., Зарубин В.П. Применение тепломассообменной защиты стенок канала МГД- генератора // Газотурбинные и комбинированные установки: Сб. тр. МВТУ № 393. -М., 1982.-с. 123-132.

29. Рабинович С.Р. Погрешности измерения. М.: Энергия, 1978. - 262 с.

30. Репухов В.М. Тепловая защита стенки вдувом газа. Киев: Наук, думка, 1977, - 252с.

31. Репухов В.М. Тепловая защита стенки вдувом газа. — Киев: Наук, думка, 1980, 296с.~

32. Репухов В.М., Костюков С.И. Эффективность многокомпонентных двухфазных равновесных тепловых завес // Материалы международной школы-семинара, Минск. 1985. - с.98-109.

33. Репухов В.М. Эффективность неравновесной газопарожидкостной тепловой завесы // Пром. Теплотехника. 1986. - 8. - № 6. - с. 11-19.

34. Репухов В.М., Недужко А.И. Влияние неравновесности тепломассопреноса на эффективность газопарожидкостной тепловой завесы // Докл. АН УССР. Сер.А. - 1991. - № 2. - с. 63-66.

35. Репухов В.М., Недужко А.И. Методы расчёта многокомпонентных газопарожидкостных завес // Сб. научн. Тр. Киев: Наук, думка. - 1989. -с. 42-46.

36. Репухов В.М., Недужко А.И. Свойства неравновесной воздушноводяной завесы над адиабатической стенкой // Докл. АН УССР. Сер.А. - 1990. -№9.-с. 78-82.

37. Репухов В.М., Недужко А.И. Тепловая защита стенки вдувом двухфазного охладителя // Докл. АН УССР. Сер.А. - 1988. - № 8. - с. 77-80.

38. Репухов В.М., Недужко А.И. Эффективность газопарожидкостной тепловой завесы за тангенциальной и наклонной щелями // Пром. Теплотехника. 1989. - 11. - № 4. - с. 31-37.

39. Себан Р., Бэк Л. Эффективность защиты и теплоотдача в турбулентном пограничном слое при тангенциальном вдуве и переменной скорости основного потока // Теплопередача. 1962. - 82. - № 3. - с. 50-61.

40. Теория и техника теплофизического эксперимента / Под ред. Щукина В.К. -М.: Энергоатомиздат, 1993.-448 с.

41. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник. Под общей редакцией В.А. Григорьева, В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982. -510с.

42. Терехов В.И., Шаров К.А., Лебедев В.П., Шишкин Н.Е. Неизотермическое смешение пристенной газожидкостной струи с потоком в трубе.// Двухфазные течения: Труды II Российской Национальной конференции по теплообмену, М: МЭИ. 1998. - 5. - с. 117-120.

43. Терехов В.И., Шаров К.А., Шишкин Н.Е. Экспериментальное исследование смешения газового потока с пристенной газокапельной струёй.// Теплофизика и аэромеханика. 1999. - №3. — с. 331-341.

44. Терехов В.И., Пахомов М.А., Шаров К.А., Шишкин Н.Е. Исследование газокапельной пристенной завесы в цилиндрическом канале. Физическоеи численное моделирование // Тезисы XXVI Сибирского теплофизического семинара, Новосибирск 2002. - с. 233-234.

45. Терехов В.И., Пахомов М.А. Численное исследование тепловой эффективности двухфазной газокапельной пристенной завесы в цилиндрическом канале // Теплофизика высоких температур. 2002. - 40. - № 4. - с. 633-640.

46. Терехов В.И., Шаров К.А., Шишкин Н.Е.Теплозащитные свойства двухфазных газокапельных завес в вертикальном цилиндрическом канале.// Изв. Акад. Наук, Энергетика. 2003. - № 6. - с. 135-143 ■

47. Тиунов М.А., Фомель Б.М., Яковлев В.П. SAM — интерактивная программа для расчёта электронных пушек на мини — ЭВМ. Препринт 89-159/ СО РАН, ИЯФ. - 1989. - с. 56.

48. Филипс О.М. Динамика верхнего слоя океана / Пер. с английского Д.: Гидрометеоиздат, 1980. - 319 с.

49. Хей, Лампард, Салуджа Влияние охлаждающих завес на коэффициент теплоотдачи на плоской пластине при нулевом градиенте давления во внешнем потоке // Энергетические машины. 1985. - т.107 - №1. — с.90-96.

50. Шаров K.A. Исследование процессов неизотермического смешения в пристенной газожидкостной завесе.// Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики:Труды V Международной конференции молодых учёных, Новосибирск. — 1998. — с. 165-171.

51. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. — М.: Наука, 1969. 742 с.

52. Brauner N., Marón D.M. Modeling of wavy flow in inclined thin films // Chemical Engineering Science. 1983. - 38. - № 5. - p. 775-788.

53. Chu K.J., Dukler A.E. Statistical Characteristics of Thin, Wavy Films: Part II. Studies of Substrate and its Wavy Structure // AIChE J. 1974. - 20. - № 4. -p. 695-706.

54. Chu K.J., Dukler A.E. Statistical Characteristics of Thin, Wavy Films: Part III. Structure of the Large Waves and their Resistance to Gas Flow // AIChE J. -1974. 21. - № 3. - p. 583-593.

55. E1-Kassaby M.M., Ganic E.N. Droplet Deposition in Two-Phase, Turbulent Flow // Int. Heat and Mass Transfer. 1986. - 29. - №. 8. - p. 1149.

56. Ganic E.N. Mastanaiah K. Investigation of Droplet Deposition from a Turbulent Gas Stream // Int.J. Multiphase Flow. 1981. - 7. - p. 401.

57. Hicks B.L. The energy spectrum of small wind waves // Univ. Illinois C.S.L. -I960.-Rep. №M-92.

58. Liu H.-T., Lin J.-T. On the spectra of high-frequency wind waves // J. Fluid Mech. 1982. - 123. - p. 165-185.

59. Long S.R., Huang N.E. On the variation and growth of wave-slope spectra in the capillary-gravity range with increasing wind // J. Fluid Mech. — 1976. 77. -p. 209-228.

60. McCoy D.D., Hanratty T.J. Rate of Deposition of Droplets in Annular Two-Phase Flow // Int. J. Multiphase Flow. 1977. - 3. - P. 319.

61. Mitsuyasu H., Honda T. The high-frequency spectrum of wind-generated waves // Rep. Res. Inst. Appl. Mech. 1975. - 22. - p. 327-355.

62. Nusselt W. Die Oberflachenkondensation des Wasserdampfes // Zeitschrift VDI. 1916. - Bd 60. - p. 541-546.

63. Phillips O.M. On the some properties of the spectrum of wind-generated ocean waves // J. Marine Research. 1958. - 16. - p. 231-245.

64. Seban R.A. Heat transfer and effectiveness for a turbulent boundary layer with tangential fluid injection // Trans. ASME. J. Heat Transfer. 1960. - 82. - № 4, -p. 303-312.

65. Talmor E., Weber N. Forein gas film cooling along nonconverging and converging walls at various free-stream turbulence levels. // IV Intern. Heat Transfer Conf., Paris. - 1970. - paper FC - 8.7 - p.p. 1-11.

66. Terekhov V.l., Sharov K.A., Shishkin N.E., Lebedev V.P.Transpiration Cooling of Surface by Nearwall Two-Phase Co-Current Jet.// Proc. Int. Symp. on The Physics of Heat and Mass Transfer in Boiling and Condensation., Moscow. -1997.-p. 387-390

67. Terekhov V.l., Sharov K.A., Shishkin N.E. Effects of Liquid Droplets on Cooling and Structure of Near-Wall Cocurent Jet.// Proc. 2-nd Int. Symp. on Two-Phase Model. Exp., Italy, Pisa. 1999. - 2. - p. 981-986.

68. V.l. Terekhov, K.A. Sharov, A.F. Serov, and A.D. Nazarov Deposition of liquid films from near-wall spray jets in a cylindrical channel.// Proc. 18th Annual Conf. on Liquid Atomization & Spray Syst., 9-12 September, Italy, Zaragosa. -2002.

69. Weighardt K. Über das ausblasen von wamluft für enteisen. Deutsch Luftfahrtforschung, Forschungsbericht, 1943.-N 1900.