Возможности повышения критических тепловых потоков при кипении на поверхностях с пористыми покрытиями (обзор)
Ключевые слова:
кипение «в большом объеме», кризис кипения, пористые покрытия, наножидкости, критические тепловые потоки, сухое пятно
Аннотация
Представлен обзор экспериментальных исследований кризиса кипения на пористых поверхностях в условиях свободного движения («в большом объеме»), выполненных в последние годы. Несмотря на суммарную положительную тенденцию в прогрессе разработки технических решений для увеличения критических тепловых потоков, пока сложно выделить какой-либо преимущественный способ структурирования поверхностей. В случае кипения на макромасштабных поверхностях (а именно этот случай представляет практический интерес) пористые покрытия из наночастиц не имеют преимуществ перед другими способами интенсификации теплообмена, а в ряде исследований эффект увеличения критических тепловых потоков при нанесении на базовую поверхность нанопокрытий не превышал 10 %. В то же время методом деформирующего резания удалось достичь увеличения площади поверхности до 8,3 раза и увеличения критических тепловых потоков до 4,1 раза. Теоретическое осмысление полученных экспериментальных данных существенно осложняется зависимостью кризиса кипения от текстуры пористого слоя и его ключевых геометрических характеристик и, как следует из аналитической составляющей публикаций, к настоящему времени механизм интенсификации кризиса кипения на пористых поверхностях до конца не понят. Попытки получить универсальное соотношение для расчета критических тепловых потоков не имеют перспективы, поскольку для разных типов пористых структур механизмы, влияющие на кризис кипения, скорее всего не одинаковы. Вместе с тем, для выявления механизмов процесса кипения могут оказаться полезными исследования на структурированных поверхностях с геометрически правильной регулярной морфологией. На основании подхода, связывающего кризис кипения с необратимым ростом площади сухих пятен на поверхности нагрева, выполнен приближенный анализ процесса для микрооребренной поверхности с ребрами в виде микростолбиков с постоянным по высоте квадратным сечением. Показано, что в рамках использованной модели кризиса принципиально возможно не только качественно, но и количественно объяснить влияние микроструктуры поверхности нагрева на условия возникновения кризиса кипения жидкостей при свободном движении («в большом объеме»).
Литература
1. Кутателадзе С.С. Гидромеханическая модель кризиса теплообмена в кипящей жидкости при свободной конвекции // ЖТФ. 1950. Т. 20. Вып. 11. С. 1389—1392.
2. Costello C.P., Frea W.J. A Salient Non- hydrody-namic Effect on Pool Boiling Burnout of Small Semicylindrical Heaters // Proc. 6th Nat. Asme-Aiche Heat Transfer Conf. Boston, 1963.
3. Ковалев С.А., Соловьев С.Л. Испарение и конденсация в тепловых трубах. М.: Наука, 1989.
4. Bergles A.E. Enhancement of Pool Boiling // Int. J. Refrigeration. 1997. V. 20 (8). Pp. 545—551.
5. Смирнов Г.Ф., Цой А.Д. Теплообмен при парообразовании в капиллярах и капиллярно-пористых структурах. М.: Изд-во МЭИ, 1999.
6. Manglik R.M. Heat Transfer Enhancement // Heat Transfer Handbook. John Wiley & Sons., 2003. Ch. 14. Pp. 1029—1130.
7. Parker J.L., El-Genk M.S. Pool Boiling of Dielectric Liquids on Porous Graphite and Extended Copper Surfaces // Tech. Rep. No UNM-ISNPS-1-2008 Institute for Space and Nuclear Power Studies University of New Mexico. 2008.
8. Chen Li, Peterson G.P. Geometric Effects on Critical Heat Flux on Horizontal Microporous Coatings // J. Thermophysics and Heat Transfer. 2010. V. 24. No 3. Pр. 449—455.
9. Lu Y.-W., Kandlikar S.G. Nanoscale surface Modification Techniques for Pool Boiling Enhancement — a Critical Review and Future Directions // Proc. ASME 2010 3rd Joint US-European Fluids Eng. Summer Meeting and 8th Intern. Conf. on Nanochannels, Microchannels and Minichannels. Montreal (Canada), 2010. Рp. 1—12.
10. Lu Y.-W., Kandlikar S.G. Nanoscale Surface Modification. Techniques for Pool Boiling Enhancement — A Critical Rev. and Future Directions // Heat Transfer Eng. 2011. V. 32. No. 10. Pp. 827—842.
11. Ahn H.S., Kim M.H. A Review on Critical Heat Flux Enhancement with Nanofluids and Surface Modification // Trans. ASME J. Heat Transfer. 2012. V. 134. No. 2. Pp. 1—13.
12. Sihna-Ray J.S., Yarin A.L. Pool boiling On Nano- Textured Surfaces // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2013. V. 62. Pp. 99—111.
13. Attinger D. e. a. Surface Engineering for Phase Change Heat Transfer: A Review // MRS Energy and Sustainability. 2014. Pp. 1—85.
14. Matre G.A., Karwande R.L. A Review of Critical Heat Flux Enhancement in Nucleate Pool Boiling of Nanofluid // Intern. J. Eng. Sci. & Research Techn. 2015. Рp. 323—329.
15. Kim, T.Y., Weibel, J.A., Garimella SV. A Free- Particles-Based Technique for Boiling Heat Transfer Enhancement in a Wetting Liquid // CTRC Research Publ. 2014. V. 224. Pp. 1—29.
16. Sarangi S., Weibel J.A., Garimella SV. Effect of Particle Size on Surface-Coating Enhancement of Pool Boiling Heat Transfer // CTRC Research Publ. 2015. V. 250. Pp. 1—29.
17. Гортышов Ю.Ф. и др. Кипение воды на микро- структурированных поверхностях // Труды Академ- энерго. 2012. № 1. С. 14—31.
18. Минаков А.В., Пряжников М.И. Рудяк В.Я. Исследование критической плотности теплового потока при кипении наножидкостей // Фундаментальные основы МЭМС- и нанотехнологий: Труды V Всеросс. конф. Новосибирск. 2015. Вып. 5. Т. 2. С. 39—42.
19. Пряжников М.И., Минаков А.В., Рудяк В.Я. Влияние диаметра, материала наночастиц, размера нагревателя на критическую плотность теплового потока при кипении наножидкостей // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. Вып. 18. С. 53—59.
20. Бондаренко Б.И. и др. Наножидкости для энер- гетики: влияние стабилизации на критический тепловой поток при кипении // Письма в ЖТФ. 2012. Т. 38. Вып. 18. С. 68—78.
21. Кузма–Кичта Ю.А. и др. Исследование крае- вых углов и кризиса кипения на поверхности с искусственным нанорельефом // Тепловые процессы в технике. 2013. № 7. С. 290—294.
22. Фокин Б.С. и др. Критический тепловой поток при кипении водной дисперсии наночастиц // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35. Вып. 10. С. 1—5.
23. Dhillon N.S., Buongiorno J., Varanasi K.K. Critical Heat Flux Maxima During Boiling Crisis on Textured Surfaces // Nature Communications. 2015. No. 6. P. 8247.
24. Park S.D., Bang I.C. Experimental Study of a Universal CHF Enhancement Mechanism in Nanofluids Using Hydrodynamic Instability // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014. V. 70. Pp. 844—850.
25. Truong B. e. a. Stabilizer Effect on CHF and Boiling Heat Transfer Coefficient of Alumina/Water Nanofluids // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2012. V. 55. Pp.1941—1946.
26. Kim S.J., Bang I.C., Buongiorno J., Hu L.W. Surface wettability change during pool boiling of nanofluids and its effect on critical heat flux // Int. J. Heat and Mass Transfer. 2007. V. 50. Pр. 4105—4116.
27. Ji Min Kim e. a. Effect of a Graphene Oxide Coating Layer on Critical Heat Flux Enhancement under Pool Boiling // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014. V. 77. Pp. 919—927.
28. Ahn H.S., Kim M.H. The Boiling Phenomenon of Alumina Nanofluid Near Critical Heat Flux // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2013. V. 62. Pp. 718—728.
29. Mori S., Aznam S.M., Okuyama K. Enhancement of the Critical Heat Flux in Saturated Pool Boiling of Water By Nanoparticle-Coating and a Honeycomb Porous Plate // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2015. V. 80. Pp. 1—6.
30. Ahn H.S., Sathyamurthi V., Banerjee D. Pool Boiling Experiments on a Nano-Structured Surface // IEEE Trans. Components And Packaging Technologies. 2009. V. 32. No 1. Pp. 156—165.
31. Malyshenko S.P. Characteristics of Heat Transfer with Boiling on Surfaces with Porous Coatings // Thermal Eng. 1991. V. 38. No 2. Pp. 81—88.
32. Yagov V.V. Is A Crisis in Pool Boiling Actually a Hydrodynamic Phenomenon? // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014. V. 73. Pp. 265—273.
33. Yagov V.V. Crisis in Pool Boiling: Alternative to Hydrodynamic Approach // Proc. 15th International Heat Transfer Conf. Kyoto (Japan). 2014. Pp. IHTC15—9592.
34. Ягов В.В. Механизм кризиса кипения в боль- шом объеме // Теплоэнергетика. 2003. № 3. С. 2—10.
35. Yagov V.V. Critical Heat Flux Prediction for Pool Boiling of Binary Mixtures // Chemical Eng. Research and Design. 2004. V. 82. Pp. 457—461.
36. Theofanous T.G. e. a. The Boiling Crisis Phenomenon. Pt. II: Dryout Dynamics and Burnout // Experimental Thermal and Fluid Sci. 2002. V. 26. Pp. 793—810.
37. Franco A., Latrofa E.M., Yagov V.V. Heat Transfer Enhancement in Pool Boiling of a Refrigerant Fluid with Wire Nets Structures // Exp. Thermal and Fluid Sci. 2006. V. 30. Pp. 263—275.
---
Для цитирования: Сукомел Л.А., Ягов В.В. Возможности повышения критических тепловых потоков при кипении на поверхностях с пористыми покрытиями (обзор) // Вестник МЭИ. 2017. № 4. С. 55—67. DOI: 10.24160/1993-6982-2017-4-55-67.
#
1. Kutateladze S.S. Gidromekhanicheskaia Model Krizisa Teploobmena v Kipiashchei Zhidkosti pri Svobodnoi Konvektsii. ZhTF. 1950.;20;11:1389—1392. (in Russian).
2. Costello C.P., Frea W.J. A Salient Non- hydrody-namic Effect on Pool Boiling Burnout of Small Semicylindrical Heaters. Proc. 6th Nat. Asme-Aiche Heat Transfer Conf. Boston, 1963.
3. Kovalev S.A., Solovev S.L. Isparenie i Kondensatsiia v Teplovykh Trubakh. M.: Nauka, 1989. (in Russian).
4. Bergles A.E. Enhancement of Pool Boiling. Int. J. Refrigeration. 1997;20 (8):545—551.
5. Smirnov G.F., Tsoi A.D. Teploobmen pri Paroobrazovanii v Kapilliarakh i Kapilliarno-poristykh Strukturakh. M.: Izd-vo MPEI. 1999. (in Russian).
6. Manglik R.M. Heat Transfer Enhancement. Heat Transfer Handbook. John Wiley & Sons., 2003;14:1029—1130.
7. Parker J.L., El-Genk M.S. Pool Boiling of Dielectric Liquids on Porous Graphite and Extended Copper Surfaces. Tech. Rep. No UNM-ISNPS-1-2008 Institute for Space and Nuclear Power Studies University of New Mexico. 2008.
8. Chen Li, Peterson G.P. Geometric Effects on Critical Heat Flux on Horizontal Microporous Coatings. J. Thermophysics and Heat Transfer. 2010;24;3:449—455.
9. Lu Y.-W., Kandlikar S.G. Nanoscale surface Modification Techniques for Pool Boiling Enhancement — a Critical Review and Future Directions. Proc. ASME 2010 3rd Joint US-European Fluids Eng. Summer Meeting and 8th Intern. Conf. on Nanochannels, Microchannels and Minichannels. Montreal (Canada), 2010:1—12.
10. Lu Y.-W., Kandlikar S.G. Nanoscale Surface Modification. Techniques for Pool Boiling Enhancement — A Critical Rev. and Future Directions. Heat Transfer Eng. 2011;32; 10:827—842.
11. Ahn H.S., Kim M.H. AReview on Critical Heat Flux Enhancement with Nanofluids and Surface Modification. Trans. ASME J. Heat Transfer. 2012;134;2:1—13
12. Sihna-Ray J.S., Yarin A.L. Pool boiling On Nano- Textured Surfaces. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2013;62:99—111.
13. Attinger D. e. a. Surface Engineering for Phase Change Heat Transfer: A Review. MRS Energy and Sustainability. 2014:1—85.
14. Matre G.A., Karwande R.L. A Review of Critical Heat Flux Enhancement in Nucleate Pool Boiling of Nanofluid. Intern. J. Eng. Sci. & Research Techn. 2015:323—329.
15. Kim, T.Y., Weibel, J.A., Garimella SV. A Free- Particles-Based Technique for Boiling Heat Transfer Enhancement in a Wetting Liquid. CTRC Research Publ. 2014;224: 1—29.
16. Sarangi S., Weibel J.A., Garimella SV. Effect of Particle Size on Surface-Coating Enhancement of Pool Boiling Heat Transfer. CTRC Research Publ. 2015;250:1—29
17. Gortyshov Iu.F. i dr. Kipenie Vody na Mikrostrukturirovannykh Poverkhnostiakh. Trudy Akademenergo. 2012;1:14—31. (in Russian).
18. Minakov A.V., Priazhnikov M.I. Rudiak V.Ia. Issledovanie Kriticheskoi Plotnosti Teplovogo Potoka pri Kipenii Nanozhidkostei. Fundamentalnye Osnovy Mems- i Nanotekhnologii: Trudy V Vseross. Konf. Novosibirsk, 2015;5;2:39—42. (in Russian).
19. Priazhnikov M.I., Minakov A.V., Rudiak V.Ia. Vliianie Diametra, Materiala Nanochastits, Razmera Nagrevatelia na Kriticheskuiu Plotnost Teplovogo Potoka pri Kipenii Nanozhidkostei. Pisma v ZhTF. 2015;41;18: 53—59. (in Russian).
20. Bondarenko B.I. i dr. Nanozhidkosti dlia Energetiki: Vliianie Stabilizatsii na Kriticheskii Teplovoi Potok pri Kipenii. Pisma v ZhTF. 2012;38;18:68—78. (in Russian).
21. Kuzma-Kichta Iu.A. i dr. Issledovanie Kraevykh Uglov i Krizisa Kipeniia na Poverkhnosti s Iskusstvennym Nanorelefom. Teplovye Protsessy v Tekhnike. 2013;7: 290—294. (in Russian).
22. Fokin B.S. i dr. Kriticheskii Teplovoi Potok pri Kipenii Vodnoi Dispersii Nanochastits. Pisma v ZhTF. 2009;35;10: 1—5. (in Russian).
23. Dhillon N.S., Buongiorno J., Varanasi K.K. Critical Heat Flux Maxima During Boiling Crisis on Textured Surfaces. Nature Communications. 2015;6:8247.
24. Park S.D., Bang I.C. Experimental Study of a Universal CHF Enhancement Mechanism in Nanofluids Using Hydrodynamic Instability. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014;70:844—850.
25. Truong B. e. a. Stabilizer Effect on CHF and Boiling Heat Transfer Coefficient of Alumina/Water Nanofluids. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2012;55:1941—1946.
26. Kim S.J., Bang I.C., Buongiorno J., Hu L.W. Surface wettability change during pool boiling of nanofluids and its effect on critical heat flux Int. J. Heat and Mass Transfer. 2007;50:4105—4116.
27. Ji Min Kim e. a. Effect of a Graphene Oxide Coating Layer on Critical Heat Flux Enhancement under Pool Boiling. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014;77:919—927.
28. Ahn H.S., Kim M.H. The Boiling Phenomenon of Alumina Nanofluid Near Critical Heat Flux. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2013; 62.:718—728.
29. Mori S., Aznam S.M., Okuyama K. Enhancement of the Critical Heat Flux in Saturated Pool Boiling of Water By Nanoparticle-Coating and a Honeycomb Porous Plate. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2015;80:1—6.
30. Ahn H.S., Sathyamurthi V., Banerjee D. Pool Boiling Experiments on a Nano-Structured Surface. IEEE Trans. Components And Packaging Technologies. 2009;32;1:156—165.
31. Malyshenko S.P. Characteristics of Heat Transfer with Boiling on Surfaces with Porous Coatings. Thermal Eng. 199;38;2:81—88.
32. Yagov V.V. Is A Crisis in Pool Boiling Actually a Hydrodynamic Phenomenon?. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014;73:265—273.
33. Yagov V.V. Crisis in Pool Boiling: Alternative to Hydrodynamic Approach. Proc. 15th International Heat Transfer Conf. Kyoto (Japan), 2014:IHTC15—9592.
34. Iagov V.V. Mekhanizm krizisa kipeniia v bolshom obieeme. Teploenergetika. 2003;3:2—10. (in Russian).
35. Yagov V.V. Critical Heat Flux Prediction for Pool Boiling of Binary Mixtures. Chemical Eng. Research and Design. 200;82:457—461.
36. Theofanous T.G. e. a. The Boiling Crisis Phenomenon. Pt. II: Dryout Dynamics and Burnout. Experimental Thermal and Fluid Sci. 2002;26:793—810.
37. Franco A., Latrofa E.M., Yagov V.V. Heat Transfer Enhancement in Pool Boiling of a Refrigerant Fluid with Wire Nets Structures. Exp. Thermal and Fluid Sci. 2006;30:263—275
---
For citation: Sukomel L.A., Yagov V.V. The Possibilities of Increasing Critical Heat Fluxes for Boiling on Surfaces with Porous Coatings (a Review). MPEI Vestnik. 2017; 4: 55—67. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2017-4-55-67.
2. Costello C.P., Frea W.J. A Salient Non- hydrody-namic Effect on Pool Boiling Burnout of Small Semicylindrical Heaters // Proc. 6th Nat. Asme-Aiche Heat Transfer Conf. Boston, 1963.
3. Ковалев С.А., Соловьев С.Л. Испарение и конденсация в тепловых трубах. М.: Наука, 1989.
4. Bergles A.E. Enhancement of Pool Boiling // Int. J. Refrigeration. 1997. V. 20 (8). Pp. 545—551.
5. Смирнов Г.Ф., Цой А.Д. Теплообмен при парообразовании в капиллярах и капиллярно-пористых структурах. М.: Изд-во МЭИ, 1999.
6. Manglik R.M. Heat Transfer Enhancement // Heat Transfer Handbook. John Wiley & Sons., 2003. Ch. 14. Pp. 1029—1130.
7. Parker J.L., El-Genk M.S. Pool Boiling of Dielectric Liquids on Porous Graphite and Extended Copper Surfaces // Tech. Rep. No UNM-ISNPS-1-2008 Institute for Space and Nuclear Power Studies University of New Mexico. 2008.
8. Chen Li, Peterson G.P. Geometric Effects on Critical Heat Flux on Horizontal Microporous Coatings // J. Thermophysics and Heat Transfer. 2010. V. 24. No 3. Pр. 449—455.
9. Lu Y.-W., Kandlikar S.G. Nanoscale surface Modification Techniques for Pool Boiling Enhancement — a Critical Review and Future Directions // Proc. ASME 2010 3rd Joint US-European Fluids Eng. Summer Meeting and 8th Intern. Conf. on Nanochannels, Microchannels and Minichannels. Montreal (Canada), 2010. Рp. 1—12.
10. Lu Y.-W., Kandlikar S.G. Nanoscale Surface Modification. Techniques for Pool Boiling Enhancement — A Critical Rev. and Future Directions // Heat Transfer Eng. 2011. V. 32. No. 10. Pp. 827—842.
11. Ahn H.S., Kim M.H. A Review on Critical Heat Flux Enhancement with Nanofluids and Surface Modification // Trans. ASME J. Heat Transfer. 2012. V. 134. No. 2. Pp. 1—13.
12. Sihna-Ray J.S., Yarin A.L. Pool boiling On Nano- Textured Surfaces // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2013. V. 62. Pp. 99—111.
13. Attinger D. e. a. Surface Engineering for Phase Change Heat Transfer: A Review // MRS Energy and Sustainability. 2014. Pp. 1—85.
14. Matre G.A., Karwande R.L. A Review of Critical Heat Flux Enhancement in Nucleate Pool Boiling of Nanofluid // Intern. J. Eng. Sci. & Research Techn. 2015. Рp. 323—329.
15. Kim, T.Y., Weibel, J.A., Garimella SV. A Free- Particles-Based Technique for Boiling Heat Transfer Enhancement in a Wetting Liquid // CTRC Research Publ. 2014. V. 224. Pp. 1—29.
16. Sarangi S., Weibel J.A., Garimella SV. Effect of Particle Size on Surface-Coating Enhancement of Pool Boiling Heat Transfer // CTRC Research Publ. 2015. V. 250. Pp. 1—29.
17. Гортышов Ю.Ф. и др. Кипение воды на микро- структурированных поверхностях // Труды Академ- энерго. 2012. № 1. С. 14—31.
18. Минаков А.В., Пряжников М.И. Рудяк В.Я. Исследование критической плотности теплового потока при кипении наножидкостей // Фундаментальные основы МЭМС- и нанотехнологий: Труды V Всеросс. конф. Новосибирск. 2015. Вып. 5. Т. 2. С. 39—42.
19. Пряжников М.И., Минаков А.В., Рудяк В.Я. Влияние диаметра, материала наночастиц, размера нагревателя на критическую плотность теплового потока при кипении наножидкостей // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. Вып. 18. С. 53—59.
20. Бондаренко Б.И. и др. Наножидкости для энер- гетики: влияние стабилизации на критический тепловой поток при кипении // Письма в ЖТФ. 2012. Т. 38. Вып. 18. С. 68—78.
21. Кузма–Кичта Ю.А. и др. Исследование крае- вых углов и кризиса кипения на поверхности с искусственным нанорельефом // Тепловые процессы в технике. 2013. № 7. С. 290—294.
22. Фокин Б.С. и др. Критический тепловой поток при кипении водной дисперсии наночастиц // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35. Вып. 10. С. 1—5.
23. Dhillon N.S., Buongiorno J., Varanasi K.K. Critical Heat Flux Maxima During Boiling Crisis on Textured Surfaces // Nature Communications. 2015. No. 6. P. 8247.
24. Park S.D., Bang I.C. Experimental Study of a Universal CHF Enhancement Mechanism in Nanofluids Using Hydrodynamic Instability // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014. V. 70. Pp. 844—850.
25. Truong B. e. a. Stabilizer Effect on CHF and Boiling Heat Transfer Coefficient of Alumina/Water Nanofluids // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2012. V. 55. Pp.1941—1946.
26. Kim S.J., Bang I.C., Buongiorno J., Hu L.W. Surface wettability change during pool boiling of nanofluids and its effect on critical heat flux // Int. J. Heat and Mass Transfer. 2007. V. 50. Pр. 4105—4116.
27. Ji Min Kim e. a. Effect of a Graphene Oxide Coating Layer on Critical Heat Flux Enhancement under Pool Boiling // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014. V. 77. Pp. 919—927.
28. Ahn H.S., Kim M.H. The Boiling Phenomenon of Alumina Nanofluid Near Critical Heat Flux // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2013. V. 62. Pp. 718—728.
29. Mori S., Aznam S.M., Okuyama K. Enhancement of the Critical Heat Flux in Saturated Pool Boiling of Water By Nanoparticle-Coating and a Honeycomb Porous Plate // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2015. V. 80. Pp. 1—6.
30. Ahn H.S., Sathyamurthi V., Banerjee D. Pool Boiling Experiments on a Nano-Structured Surface // IEEE Trans. Components And Packaging Technologies. 2009. V. 32. No 1. Pp. 156—165.
31. Malyshenko S.P. Characteristics of Heat Transfer with Boiling on Surfaces with Porous Coatings // Thermal Eng. 1991. V. 38. No 2. Pp. 81—88.
32. Yagov V.V. Is A Crisis in Pool Boiling Actually a Hydrodynamic Phenomenon? // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014. V. 73. Pp. 265—273.
33. Yagov V.V. Crisis in Pool Boiling: Alternative to Hydrodynamic Approach // Proc. 15th International Heat Transfer Conf. Kyoto (Japan). 2014. Pp. IHTC15—9592.
34. Ягов В.В. Механизм кризиса кипения в боль- шом объеме // Теплоэнергетика. 2003. № 3. С. 2—10.
35. Yagov V.V. Critical Heat Flux Prediction for Pool Boiling of Binary Mixtures // Chemical Eng. Research and Design. 2004. V. 82. Pp. 457—461.
36. Theofanous T.G. e. a. The Boiling Crisis Phenomenon. Pt. II: Dryout Dynamics and Burnout // Experimental Thermal and Fluid Sci. 2002. V. 26. Pp. 793—810.
37. Franco A., Latrofa E.M., Yagov V.V. Heat Transfer Enhancement in Pool Boiling of a Refrigerant Fluid with Wire Nets Structures // Exp. Thermal and Fluid Sci. 2006. V. 30. Pp. 263—275.
---
Для цитирования: Сукомел Л.А., Ягов В.В. Возможности повышения критических тепловых потоков при кипении на поверхностях с пористыми покрытиями (обзор) // Вестник МЭИ. 2017. № 4. С. 55—67. DOI: 10.24160/1993-6982-2017-4-55-67.
#
1. Kutateladze S.S. Gidromekhanicheskaia Model Krizisa Teploobmena v Kipiashchei Zhidkosti pri Svobodnoi Konvektsii. ZhTF. 1950.;20;11:1389—1392. (in Russian).
2. Costello C.P., Frea W.J. A Salient Non- hydrody-namic Effect on Pool Boiling Burnout of Small Semicylindrical Heaters. Proc. 6th Nat. Asme-Aiche Heat Transfer Conf. Boston, 1963.
3. Kovalev S.A., Solovev S.L. Isparenie i Kondensatsiia v Teplovykh Trubakh. M.: Nauka, 1989. (in Russian).
4. Bergles A.E. Enhancement of Pool Boiling. Int. J. Refrigeration. 1997;20 (8):545—551.
5. Smirnov G.F., Tsoi A.D. Teploobmen pri Paroobrazovanii v Kapilliarakh i Kapilliarno-poristykh Strukturakh. M.: Izd-vo MPEI. 1999. (in Russian).
6. Manglik R.M. Heat Transfer Enhancement. Heat Transfer Handbook. John Wiley & Sons., 2003;14:1029—1130.
7. Parker J.L., El-Genk M.S. Pool Boiling of Dielectric Liquids on Porous Graphite and Extended Copper Surfaces. Tech. Rep. No UNM-ISNPS-1-2008 Institute for Space and Nuclear Power Studies University of New Mexico. 2008.
8. Chen Li, Peterson G.P. Geometric Effects on Critical Heat Flux on Horizontal Microporous Coatings. J. Thermophysics and Heat Transfer. 2010;24;3:449—455.
9. Lu Y.-W., Kandlikar S.G. Nanoscale surface Modification Techniques for Pool Boiling Enhancement — a Critical Review and Future Directions. Proc. ASME 2010 3rd Joint US-European Fluids Eng. Summer Meeting and 8th Intern. Conf. on Nanochannels, Microchannels and Minichannels. Montreal (Canada), 2010:1—12.
10. Lu Y.-W., Kandlikar S.G. Nanoscale Surface Modification. Techniques for Pool Boiling Enhancement — A Critical Rev. and Future Directions. Heat Transfer Eng. 2011;32; 10:827—842.
11. Ahn H.S., Kim M.H. AReview on Critical Heat Flux Enhancement with Nanofluids and Surface Modification. Trans. ASME J. Heat Transfer. 2012;134;2:1—13
12. Sihna-Ray J.S., Yarin A.L. Pool boiling On Nano- Textured Surfaces. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2013;62:99—111.
13. Attinger D. e. a. Surface Engineering for Phase Change Heat Transfer: A Review. MRS Energy and Sustainability. 2014:1—85.
14. Matre G.A., Karwande R.L. A Review of Critical Heat Flux Enhancement in Nucleate Pool Boiling of Nanofluid. Intern. J. Eng. Sci. & Research Techn. 2015:323—329.
15. Kim, T.Y., Weibel, J.A., Garimella SV. A Free- Particles-Based Technique for Boiling Heat Transfer Enhancement in a Wetting Liquid. CTRC Research Publ. 2014;224: 1—29.
16. Sarangi S., Weibel J.A., Garimella SV. Effect of Particle Size on Surface-Coating Enhancement of Pool Boiling Heat Transfer. CTRC Research Publ. 2015;250:1—29
17. Gortyshov Iu.F. i dr. Kipenie Vody na Mikrostrukturirovannykh Poverkhnostiakh. Trudy Akademenergo. 2012;1:14—31. (in Russian).
18. Minakov A.V., Priazhnikov M.I. Rudiak V.Ia. Issledovanie Kriticheskoi Plotnosti Teplovogo Potoka pri Kipenii Nanozhidkostei. Fundamentalnye Osnovy Mems- i Nanotekhnologii: Trudy V Vseross. Konf. Novosibirsk, 2015;5;2:39—42. (in Russian).
19. Priazhnikov M.I., Minakov A.V., Rudiak V.Ia. Vliianie Diametra, Materiala Nanochastits, Razmera Nagrevatelia na Kriticheskuiu Plotnost Teplovogo Potoka pri Kipenii Nanozhidkostei. Pisma v ZhTF. 2015;41;18: 53—59. (in Russian).
20. Bondarenko B.I. i dr. Nanozhidkosti dlia Energetiki: Vliianie Stabilizatsii na Kriticheskii Teplovoi Potok pri Kipenii. Pisma v ZhTF. 2012;38;18:68—78. (in Russian).
21. Kuzma-Kichta Iu.A. i dr. Issledovanie Kraevykh Uglov i Krizisa Kipeniia na Poverkhnosti s Iskusstvennym Nanorelefom. Teplovye Protsessy v Tekhnike. 2013;7: 290—294. (in Russian).
22. Fokin B.S. i dr. Kriticheskii Teplovoi Potok pri Kipenii Vodnoi Dispersii Nanochastits. Pisma v ZhTF. 2009;35;10: 1—5. (in Russian).
23. Dhillon N.S., Buongiorno J., Varanasi K.K. Critical Heat Flux Maxima During Boiling Crisis on Textured Surfaces. Nature Communications. 2015;6:8247.
24. Park S.D., Bang I.C. Experimental Study of a Universal CHF Enhancement Mechanism in Nanofluids Using Hydrodynamic Instability. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014;70:844—850.
25. Truong B. e. a. Stabilizer Effect on CHF and Boiling Heat Transfer Coefficient of Alumina/Water Nanofluids. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2012;55:1941—1946.
26. Kim S.J., Bang I.C., Buongiorno J., Hu L.W. Surface wettability change during pool boiling of nanofluids and its effect on critical heat flux Int. J. Heat and Mass Transfer. 2007;50:4105—4116.
27. Ji Min Kim e. a. Effect of a Graphene Oxide Coating Layer on Critical Heat Flux Enhancement under Pool Boiling. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014;77:919—927.
28. Ahn H.S., Kim M.H. The Boiling Phenomenon of Alumina Nanofluid Near Critical Heat Flux. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2013; 62.:718—728.
29. Mori S., Aznam S.M., Okuyama K. Enhancement of the Critical Heat Flux in Saturated Pool Boiling of Water By Nanoparticle-Coating and a Honeycomb Porous Plate. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2015;80:1—6.
30. Ahn H.S., Sathyamurthi V., Banerjee D. Pool Boiling Experiments on a Nano-Structured Surface. IEEE Trans. Components And Packaging Technologies. 2009;32;1:156—165.
31. Malyshenko S.P. Characteristics of Heat Transfer with Boiling on Surfaces with Porous Coatings. Thermal Eng. 199;38;2:81—88.
32. Yagov V.V. Is A Crisis in Pool Boiling Actually a Hydrodynamic Phenomenon?. Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2014;73:265—273.
33. Yagov V.V. Crisis in Pool Boiling: Alternative to Hydrodynamic Approach. Proc. 15th International Heat Transfer Conf. Kyoto (Japan), 2014:IHTC15—9592.
34. Iagov V.V. Mekhanizm krizisa kipeniia v bolshom obieeme. Teploenergetika. 2003;3:2—10. (in Russian).
35. Yagov V.V. Critical Heat Flux Prediction for Pool Boiling of Binary Mixtures. Chemical Eng. Research and Design. 200;82:457—461.
36. Theofanous T.G. e. a. The Boiling Crisis Phenomenon. Pt. II: Dryout Dynamics and Burnout. Experimental Thermal and Fluid Sci. 2002;26:793—810.
37. Franco A., Latrofa E.M., Yagov V.V. Heat Transfer Enhancement in Pool Boiling of a Refrigerant Fluid with Wire Nets Structures. Exp. Thermal and Fluid Sci. 2006;30:263—275
---
For citation: Sukomel L.A., Yagov V.V. The Possibilities of Increasing Critical Heat Fluxes for Boiling on Surfaces with Porous Coatings (a Review). MPEI Vestnik. 2017; 4: 55—67. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2017-4-55-67.
Опубликован
2019-01-16
Выпуск
Раздел
Теплофизика и теоретическая теплотехника (01.04.14)
