Интенсификация теплообмена в стекающих по модифицированным МДР-поверхностям пленках жидкостей

Впервые для стекающих пленок бинарной смеси хладонов (R114/R21) исследовалось влияние на теплообмен микроструктур, созданных современным прецизионным методом обработки пластичных материалов (МДР). Показано, что подповерхностные микроструктуры с полузакрытыми порами значительно (до 4-х раз) интенсифицируют теплоотдачу при пузырьковом кипении, в то время как внешние (по отношению к базовой поверхности) микроштырьковые структуры способствуют двукратной интенсификации в режиме испарения. Значения критического теплового потока для данных структурированных поверхностей более чем в два раза превышают значения для гладкой поверхности и заметно превышают величины, полученные для современных зарубежных серийно-выпускаемых развитых поверхностей GEWA-B5 и Turbo-B5.

Впервые представлены результаты исследования динамики распространения фронта смачивания и скорости охлаждения пленкой криогенной жидкости сильно перегретой медной пластины с рекордно плотной игольчатой микроструктурой (386 штырьков на кв. мм). При сопоставлении с полученными авторами результатами для нагревателей с другими покрытиями, показано, что снижение времени охлаждения существенно зависит от геометрических параметров и тем-пературопроводности покрытий: более чем 5-ти кратное уменьшение времени полного охлаждения достигается на покрытиях из капиллярно-пористого или низкотеплопроводного материалов. Полученные результаты важны для выявления и управления  механизмами интенсификации теплообмена в режимах кипения и испарения жидкостей с использованием современных методов микроструктурирования теплоотдающих поверхностей.  Практическое значение связано с разработкой новых способов повышения эффективности теплообмена и обеспечения устойчивой и безопасной работы энергетического оборудования, систем охлаждения и аппаратов в атомной, химической, криогенной промыш-ленности, теплонасосной технике,  тепловых трубах и термосифонах.

ИТ СО РАН, чл. - корр. РАН Павленко А.Н. , c. н. с., к. ф.-м. н. Володин О.А. , c. н. с., д. т. н. Печеркин Н.И. , инж. - иссл. Кузнецов Д.В., тел.: (383) 330-87-00.