CC BY
11
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070
Показатели водопоглощения всех образцов, значительно ниже показателя промышленного ПА. В то же время, необходимо подчеркнуть, что для полимеров, полученных на основе активаторов с двумя блокированными изоцианатными группами значение водопоглощения значительно ниже, чем при использовании активаторов со свободной изоцианатной группой.
По значениями молекулярных масс и аминного числа полученных полимеров можно сделать вывод, что получаемые полимеры имеют молекулярные массы, которые сопоставимы с молекулярными массами промышленных ПА, а именно, они лежат в пределах от 16000 до 35000. Список использованной литературы:
1. Благонравова А.А. Лаковые эпоксидные смолы / А.А. Благонравова, А.И. Непомнящий. - М.: Химия, 1970. - 248 с.
2. Энциклопедия полимеров: в 3 т. Т.2. - М.: Советская энциклопедия, 1977. - 1454 с.
3. Коваленко Л.Г. Модифицирование реакционноспособных олигомеров блокированными изоцианатами / Л.Г. Коваленко, В.Ф. Строганов // Пласт. массы. - 1986. - №11. - С. 34-37.
© Ерзина М.Р., 2017
УДК 536.248
В.Е. Жуков К.т.н., с.н.с.
М.И. Моисеев Инженер Е.Ю. Слесарева Инженер
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук г. Новосибирск, Российская Федерация
ДИНАМИКА РАСПРОСТРАНЕНИЯ САМОПОДДЕРЖИВАЮЩЕГОСЯ ФРОНТА ИСПАРЕНИЯ НА ПЛОСКОМ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ НАГРЕВАТЕЛЯХ
Аннотация
В статье приводятся результаты экспериментальных исследований динамики распространения самоподдерживающегося фронта испарения при нестационарном тепловыделении. Эксперименты проведены в условиях большого объема при температуре насыщения жидкости на фреоне Я21, на горизонтальных цилиндрических теплоотдающих поверхностях диаметром 8 и 3 мм и на вертикальной плоской поверхности.
Ключевые слова
Фронт испарения, кипение, нестационарное тепловыделение, смеси фреонов, гидродинамическая устойчивость.
Нестационарное тепловыделение на локальном участке теплообменника может вызвать значительный перегрев соприкасающегося с нагретой стенкой жидкого теплоносителя и привести к образованию и распространению паровой пленки. Данный эффект может проявляться как в системах пленочного и капельного орошения [1-3], так и в условиях большого объема [4,5]. Существует ряд моделей, описывающих распространение невозмущенного самоподдерживающегося фронта испарения [6, 7], а также отдельные попытки моделирования динамики фронта с учетом мелкомасштабных возмущений межфазной поверхности
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
в условиях интенсивного испарения [8]. В последние годы наблюдается тенденция использования смесей вместо однокомпонентной жидкости в качестве рабочего тела в холодильных машинах, тепловых насосах и термотрансформаторах. В работах [9, 10] рассмотрены озонобезопасные неазеотропные смесевые хладагенты R32/R134а и R32/R152а, исследован теплообмен при кипении в горизонтальных трубах.
Цель данной работы - экспериментальное изучение динамики фронта испарения и развития гидродинамической неустойчивости возмущений гладкой межфазной поверхности во фреоне R21 на цилиндрической и плоской поверхностях теплоотдачи.
Экспериментальная установка представляет собой цилиндрический сосуд диаметром и высотой 250 мм со встроенными окнами для визуализации процессов. В качестве рабочей жидкости использовался фреон R21, находящийся на линии насыщения при давлении 0.27 - 0.28 МПа. В экспериментах использовались горизонтально ориентированные цилиндрические рабочие участки, изготовленные из трубок диаметром 8 мм, стенка 0.2 мм, длиной 50 мм, диаметром 3 мм, стенка 0.5 мм, длиной 50 мм и плоский прямоугольный рабочий участок размерами ширина 25 мм, длина 50 мм, толщина 0.2 мм. Материал - нержавеющая сталь. Шероховатость участка диаметром 3 мм представляла собой разнонаправленные риски шириной не более 10 мкм и отдельные сглаженные каверны диаметром 30-50 мкм. Шероховатость рабочих участков плоского и диаметром 8 мм представлена зернами размером 10 - 100 мкм, хаотично ориентированными и имеющими произвольную форму. Для наблюдения динамики фронта испарения использовалась высокоскоростная видеокамера. Скорость съёмки составляла 25000 кадров в секунду с экспозицией 25 мкс. Нагрев теплоотдающей поверхности производился прямоугольным импульсом тока заданной длительности и амплитуды. Для освещения объекта в проходящем и в отраженном свете использовались светодиодные сборки со световым потоком 9000 лм, момент включения которых был синхронизован с моментом начала тепловыделения. Подробное описание установки и экспериментальной методики приведено в работе [11].
На Рис. 1 приведена зависимость скорости распространения фронта испарения для плоского и цилиндрического нагревателей. Как видно из диаграммы, зависимость Vfr(AT) имеет две характерные области - область более слабой зависимости (область 1) и область более сильной зависимости (область 2). В работах [8, 11, 12] наличие области 2 связывается с развитием гидродинамической неустойчивости Ландау [13]. Потеря устойчивости возмущений межфазной поверхности на масштабе толщины теплового слоя приводит к интенсификации теплообмена через межфазную поверхность и, как следствие, к увеличению скорости фронта. Для всех проведенных серий экспериментов в области 1 не наблюдается значительного различия в скорости распространения фронта. Для плоского нагревателя и цилиндрического нагревателя диаметром 3 мм наблюдается переход в область 2 при более высоких температурных напорах (AT = 62 K), чем на цилиндрическом нагревателе диаметром 8 мм (AT = 55 K).
Рисунок 1 - Зависимость скорости фронта испарения У& от температурного напора ДТ для плоского и цилиндрического нагревателей. Фреон Я21, Р = 0.167 МПа: 1 - плоский нагреватель; 2 - цилиндрический нагреватель, D = 8 мм, 3 - цилиндрический нагреватель, D = 3 мм.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
В области 2 при AT =67 K скорость фронта на всех трех нагревателях одинаково зависит от температурного напора. Экспериментальные данные для различных рабочих участков существенно расслаиваются в диапазоне температурных напоров 56 < AT < 62 K. На плоском нагревателе и на цилиндрическом нагревателе диаметром 3 мм, в данном диапазоне температурных напоров, наблюдается стабилизация скорости распространения фронта испарения и лишь при достижении AT = 62 K происходит потеря устойчивости межфазной поверхности и более интенсивное увеличение скорости с ростом температурного напора. На цилиндрическом нагревателе диаметром 8 мм потеря устойчивости наблюдается при достижении AT = 56 K.
Проведенные эксперименты на фреоне R21 показали, что зависимость скорости фронта испарения от температурного напора для цилиндрического нагревателя диаметром 3 мм практически совпадает с зависимостью для плоского нагревателя. В области температурных напоров, соответствующих потере гидродинамической устойчивости межфазной поверхности фронта испарения, на нагревателе диаметром 8 мм наблюдается более раннее развитие неустойчивости.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 15-08-01359).
Список использованной литературы:
1. Surtaev A., Pavlenko A. Observation of boiling heat transfer and crisis phenomena in falling water film at transient heating // International Journal of Heat and Mass Transfer, 2014, Vol. 74, P. 342-352
2. Nakoryakov V.E., Misyura S.Y., Elistratov S.L. Boiling crisis in droplets of ethanol water solution on the heating surface // Journal of Engineering Thermophysics, 2013, Vol. 22, No. 1, P. 1-7.
3. Misyura S.Ya. Nucleate boiling in bidistillate droplets // International Journal Heat Mass Transfer, 2014, Vol. 71, P. 197-205.
4. Avksentyuk, B.P.,Ovchinnikov, V.V. Evaporation front model // High Temperature, 1996, Vol. 34, No. 5, P. 799802.
5. Avksentyuk B.P. Non-equilibrium model of an evaporation front // Russian Journal of Engineering Thermophysics, 1995, Vol. 5, P. 1-8.
6. Aktershev S.P., Ovchinnikov V.V. Model of stationary motion of multiphase surface in the layer of extremely heated liquid, // J. Appl. Mech. Tech. Phys., 2008, Vol. 49, No. 2, P. 47-55.
7. Pavlov P.A., Vinogradov V.E. Dinamics of vapor film formation upon rapid superheating of liquid // High Temperature, 2010, Vol. 48, No. 5, P. 683-690.
8. Pavlenko A.N., Lel V.V. Approximate simulation model of a self-sustaining evaporating front // Thermophysics and Aeromechanics, 1999, Vol. 6, No. 1, P. 105-117.
9. Мезенцева Н.Н. Эффективность работы парокомпрессионных тепловых насосов на неазеотропных смесевых хладагентах // Теплофизика и Аэромеханика, 2011, Т. 18, № 2. С. 335-342.
10. Mezentseva N.N., Mezentsev I.V., Meleshkin A.V. Nucleate boiling at the forced flow of binary non-azeotropic mixtures in horizontal tubes // MATEC Web of Conferences, 2015, Vol. 23, 01027.
11. Pavlenko A.N., Tairov E.A., Zhukov V.E., Levin A.A., Tsoi. A.N. Investigation of transient processes at liquid boiling under nonstationary heat generation conditions // Journal of Engineering Thermophysics, 2011, Vol. 20, No. 4, P. 380-406.
12.Жуков В.Е., Кузнецов Д.В., Моисеев М.И. Экспериментальное исследование динамики распространения фронта испарения // Инновационная наука, 2016, часть 3, № 2, С. 76-79.
13. Ландау Л.Д. К теории медленного горения // ЖЭТФ, 1944, Т. 14, № 6, С. 240-245.
© Жуков В.Е., Моисеев М.И., Слесарева Е.Ю., 2017
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
УДК 620.9
Запылихин Ю. С.
Магистрант кафедры электротехники и электрооборудования, УГНТУ
г. Уфа, Российская Федерация E-mail: [email protected] Андрианова Л. П.
Д-р техн. наук, профессор кафедры электротехники и электрооборудования, УГНТУ
г. Уфа, Российская Федерация E-mail: [email protected]
ВЕТРОКОЛЕСО С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ
Аннотация
В статье приведена оригинальная конструкция ветроколеса ветродвигателя с горизонтальной осью вращения, снабженным со стороны ветрового потока конусом.
Ключевые слова Возобновляемая энергетика, ветровая энергетика, ветроколесо.
Особенностью представленной конструкции ветроколеса является то, что оно выполнено в виде внешнего и внутреннего колец, между которыми установлены плоско-выпуклые в сечении ветровые лопасти, закрепленные на внутреннем кольце, снабженным со стороны ветрового потока конусом.[1]
Принцип действия заключается в том, что конус рассекает набегающий воздушный поток и направляет его между кольцами, где он уплотняется ветровым потоком, скорость его прохождения увеличивается и, воздействуя на ветровые лопасти, приводит во вращение ветроколесо.
На рис. 1 показан вид спереди, на рис. 2 - продольное сечение ветроколеса.
А
Рисунок 1 - Ветроколесо ветродвигателя с горизонтальной осью вращения (вид спереди)
3
А-А
