Возможный механизм формирования несмачиваемых 'сухих пятен' на обогреваемой поверхности при пузырьковом кипении в большом объёме. Часть II. Режим 'Стоп Питательная Вода'

摘要

It is considered the modeling of heterogeneous nucleate boiling on a horizontal surface on the ascending branch of the boiling curve - from the formation of steam lens ("dry patch") up to the pool boiling crisis. The proposed hypothesis can, in some cases, give a logically consistent interpretation of experiments and outline the organizational principle of transforming the wall-liquid-vapor system to the mode of nonwettable "dry spots" formation. The model includes the following modes of nucleate boiling: a) a cyclic mode with contact line reverse to the bubble bottom center and a bubble departure from the surface (at low heat flux q and the contact angle 9 < 99°); b) the mode of a single steam bubble conversion to the vapor lens state, i.e. to the local film boiling mode with the possibility of spreading of a single "dry spot" at the contact angle 9 > 99° and a significant increase of the departure diameter Dd and lifetime xd; c) the cluster of 4 steam lenses (dry patch) formation at a given pressure, the liquid underheating and average wall overheating ATwaU. The critical heat flux (CHF) is triggered due to an instability of dry spots on the heating surface.%Рассмотрены вопросы моделирования гетерогенного пузырькового кипения на горизонтальной поверхности в большом объёме на восходящей ветви кривой кипения - от момента образования паровой линзы (ПЛн) до кризиса теплоотдачи. Предлагаемая гипотеза позволяет в ряде случаев дать логически непротиворечивую интерпретацию экспериментов и наметить организационный принцип, переводящий систему стенка-жидкость-пар в режим формирования несмачиваемых "сухих пятен". Модель включает в себя следующие режимы пузырькового кипения: a) циклический режим с реверсом контактной линии к центру основания пузырька и его отрывом от поверхности (для малых уровней теплового потока ц и контактного угла 9 < 90°); b) режим перехода одиночного пузырька пара в состояние ПЛн, т.е. в локальный плёночный режим кипения с возможностью распространения единичного "сухого пятна" при изменении контактного угла 0 > 90°, и при значительном увеличении отрывного диаметра D~(0TP) и времени жизни ПЛн (тотр); c) образование одного парового кластера из 4-х ПЛн при данном давлении, недогреве жидкости и среднем значении перегрева стенки.