probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2016-0-1-2-106-113probener-214Research ArticleФИЗИКАPHYSICSЭкспериментальное изучение особенностей испарения капель воды с металлическими включениямиEXPERIMENTAL STUDY ON EVAPORATION BEHAVIOR OF WATER DROPLET WITH METALLIC INCLUSIONПанинВ. Ф.PaninV. F.noemail@neicon.ruПискуновМ. В.PiskunovM. V.noemail@neicon.ruСтрижакП. А.StrizhakP. A.noemail@neicon.ruНациональный исследовательский Томский политехнический университетRussian Federation20160412201701-2106113Copyright © Панин В.Ф., Пискунов М.В., Стрижак П.А., 20172017Панин В.Ф., Пискунов М.В., Стрижак П.А.Panin V.F., Piskunov M.V., Strizhak P.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/214

Выполнено экспериментальное исследование особенностей фазовых превращений неоднородных капель на основе воды с металлическими одиночными включениями (применены типичные для энергетических приложений металлы и сплавы). Установлены характерные времена полного испарения капель воды (начальные объемы 5-15 мкл). Определены соотношения энергии, подведенной к капле, аккумулированной водой и включением, и энергии, израсходованной на фазовый переход. Сформулированы рекомендации по использованию суспензий воды с металлическими включениями в системах охлаждения теплонагруженных поверхностей энергетического оборудования, а также высокотемпературных газовых и паровых потоков.

We perform the experimental research on particularities of phase changes of heterogeneous droplets based on water with single metallic inclusions. We applied the metals and alloys which are typical of power engineering. Moreover, the lifetimes of 5-15 µl water droplets were determined. We also established the estimated proportion of phase change energies (vaporization) as well as those absorbed by water and metallic inclusions. Finally, we formulated the recommendations how to use the suspensions of water with metallic inclusions in cooling systems of hot surfaces of power engineering equipment, as well as high-temperature gas-vapor flows.

капля водыметаллическое включениеиспарениепарообразованиевысокотемпературные газыусловия охлажденияwater dropletmetallic inclusionevaporationvaporizationhigh-temperature gasescooling conditionsReferencesНигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Москва: Наука, 1987.Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Москва: Наука, 1987.Вараксин А.Ю. Гидрогазодинамика и теплофизика двухфазных потоков: проблемы и достижения // Теплофизика высоких температур. 2013. Т. 51, № 3. С. 421.Вараксин А.Ю. Гидрогазодинамика и теплофизика двухфазных потоков: проблемы и достижения // Теплофизика высоких температур. 2013. Т. 51, № 3. С. 421.Терехов В.И., Пахомов М.А. Тепломассоперенос и гидродинамика в газокапельных потоках. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009.Терехов В.И., Пахомов М.А. Тепломассоперенос и гидродинамика в газокапельных потоках. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009.Шарифуллин В.Н., Бадриев А.И., Шарифуллин А.В. Анализ влияния неравномерности распределения плотности орошения на процесс в башенной градирне // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2013. № 11-12. С. 24-26.Шарифуллин В.Н., Бадриев А.И., Шарифуллин А.В. Анализ влияния неравномерности распределения плотности орошения на процесс в башенной градирне // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2013. № 11-12. С. 24-26.Федяев В.Л., Власов Е.М., Гайнуллина Р.Ф., Гайнуллин Р.Ф. Оценка охлаждающей способности оросительных градирен // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2011. № 3-4. С. 27-32.Федяев В.Л., Власов Е.М., Гайнуллина Р.Ф., Гайнуллин Р.Ф. Оценка охлаждающей способности оросительных градирен // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2011. № 3-4. С. 27-32.Никитин М.Н. Влияние направленного впрыска воды в теплогенераторе на давление получаемой парогазовой смеси // Промышленная энергетика. 2010. № 6. С. 42-46.Никитин М.Н. Влияние направленного впрыска воды в теплогенераторе на давление получаемой парогазовой смеси // Промышленная энергетика. 2010. № 6. С. 42-46.Корольченко Д.А., Громовой В.Ю., Ворогушин О.О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность. 2011. № 11. С. 54-57.Корольченко Д.А., Громовой В.Ю., Ворогушин О.О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность. 2011. № 11. С. 54-57.Flock A.K., Guildenbecher D.R., Chen J., Sojka P.E., Bauer H.J. Experimental statistics of droplet trajectory and air flow during aerodynamic fragmentation of liquid drops // International journal of multiphase flow. 2012. V. 47. P. 37-49.Flock A.K., Guildenbecher D.R., Chen J., Sojka P.E., Bauer H.J. Experimental statistics of droplet trajectory and air flow during aerodynamic fragmentation of liquid drops // International journal of multiphase flow. 2012. V. 47. P. 37-49.Волков Р.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Влияние твердых включений в каплях жидкости на характеристики их испарения при движении через высокотемпературную газовую среду // Журнал технической физики. 2014. Т. 84, № 12. С. 33-37.Волков Р.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Влияние твердых включений в каплях жидкости на характеристики их испарения при движении через высокотемпературную газовую среду // Журнал технической физики. 2014. Т. 84, № 12. С. 33-37.Антонов Д.В., Волков Р.С., Пискунов М.В., Стрижак П.А. Испарение капли воды с твердым непрозрачным включением при движении через высокотемпературную газовую среду // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42, № 5. С. 49-56.Антонов Д.В., Волков Р.С., Пискунов М.В., Стрижак П.А. Испарение капли воды с твердым непрозрачным включением при движении через высокотемпературную газовую среду // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42, № 5. С. 49-56.Kuznetsov G.V., Piskunov M.V., Strizhak P.A. Evaporation, boiling and explosive breakup of heterogeneous droplet in a high-temperature gas // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2016. V. 92. P. 360-369.Kuznetsov G.V., Piskunov M.V., Strizhak P.A. Evaporation, boiling and explosive breakup of heterogeneous droplet in a high-temperature gas // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2016. V. 92. P. 360-369.Пискунов М.В., Стрижак П.А., Щербинина А.А. Особенности испарения капель воды с твёрдым включением в потоке высокотемпературных газов // Ползуновский вестник. 2015. № 3. С. 81-86.Пискунов М.В., Стрижак П.А., Щербинина А.А. Особенности испарения капель воды с твёрдым включением в потоке высокотемпературных газов // Ползуновский вестник. 2015. № 3. С. 81-86.Высокоморная О.В., Пискунов М.В., Стрижак П.А. Условия интенсивного испарения неоднородной капли воды в высокотемпературной газовой среде // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2015. № 5-6. С. 53-59.Высокоморная О.В., Пискунов М.В., Стрижак П.А. Условия интенсивного испарения неоднородной капли воды в высокотемпературной газовой среде // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2015. № 5-6. С. 53-59.Volkov R.S., Piskunov M.V., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Water Droplet With Carbon Particles Moving Through High Temperature Gases // Journal of Heat Transfer. 2016. V. 138, № 1. 014502. P. 1-5.Volkov R.S., Piskunov M.V., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Water Droplet With Carbon Particles Moving Through High Temperature Gases // Journal of Heat Transfer. 2016. V. 138, № 1. 014502. P. 1-5.Hsu S.-H., Ho Y.-H., Ho M.-X., Wang J.-C., Pan C. On the Formation of Vapor Film During Quenching in De-Ionized Water and Elimination of Film Boiling During Quenching in Natural Sea Water // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2015. V. 86. P. 65-71.Hsu S.-H., Ho Y.-H., Ho M.-X., Wang J.-C., Pan C. On the Formation of Vapor Film During Quenching in De-Ionized Water and Elimination of Film Boiling During Quenching in Natural Sea Water // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2015. V. 86. P. 65-71.Fu B.-R., Ho Y.-H., Ho M.-X., Pan C. Quenching characteristics of a continuously-heated rod in natural sea water // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2016. V. 95. P. 206-213.Fu B.-R., Ho Y.-H., Ho M.-X., Pan C. Quenching characteristics of a continuously-heated rod in natural sea water // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2016. V. 95. P. 206-213.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.