Дата публикации: 2020

Дата публикации в реестре: 2023-12-05T16:56:23Z

Аннотация:

С увеличением производительности энергетического оборудования и миниатюризации его компонентов применение традиционных систем обеспечения теплового режима недостаточно. Возникает необходимость разработки систем капельного теплоотведения, в основе которых лежат эффекты фазового перехода. Капельное охлаждение является перспективной технологией, которая может использоваться в изолированных от внешней среды устройствах (например, в испарительных камерах). Но теплоотведение при испарении капель в ограниченный объем является сложной задачей из-за концентрации водяных паров в охлаждающем устройстве, которая зависит от массы испарившейся жидкости и нестационарна во времени. Увеличение концентрации приводит к снижению скорости испарения и ухудшению теплоотведения. Необходимо регулировать концентрацию водяных паров при испарении капель жидкостей. Целью настоящей работы являлось определение скоростей испарения, времен «жизни» и геометрических размеров капель воды на поверхностности алюминиевого сплава АМг6 при температурах 298-353 К в изолированной от внешней среды камере в условиях подвода тепла к ее нижней части и регулирования массовой концентрации водяных паров насыщенным раствором хлорида натрия. Визуализация процесса испарения капель воды осуществлялась по теневой методике с помощью источника света и видеокамеры. Геометрические размеры испаряющихся капель получены при обработке теневых изображений методом Юнга – Лапласа. По результатам их анализа установлены последовательность изменений геометрических размеров испаряющихся капель с поверхности алюминиевого сплава и влияние температур и объемов на скорости и времена испарения. В настоящей работе предложено использовать резервуары с насыщенными растворами солей для регулирования концентрации водяных паров при охлаждении поверхности каплями жидкостей в изолированных камерах. По результатам анализа скоростей испарения и показаний гигрометра установлено, что наличие в камере насыщенного раствора соли позволяет регулировать концентрацию образовавшегося при испарении водяного пара. Поступивший водяной пар поглощался солью и конденсировался на внутренних поверхностях камеры.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 19-38-50098).

Тип: Article

Права: open access