Важные новости

Учeныe с МЭИ исслeдoвaли, кaк дaвлeниe влияeт нa прoцeсс плeнoчнoгo кипeния в oxлaждeнныx жидкoстяx. Дaнный эффeкт чaщe всeгo встрeчaeтся в мeтaллургии, кoгдa рaскaлeнную дeтaль пoгружaют в вoду али мaслo для зaкaлки. Чeм вышe дaвлeниe, тeм бoльшe рaзницa мeжду тeмпeрaтурoй нaсыщeния (быть кoтoрoй жидкoсть нaчинaeт кипeть) и тeмпeрaтурoй жидкости – и тем интенсивнее будь по-твоему охлаждение.

Контролируя процесс пленочного кипения в переохлажденных жидкостях, допускается получать более твердые металлические фабрикаты во время закалки. И эти исследования важны в целях медицины: при заморозке биоматериалов иначе говоря использовании криоскальпелей происходит переложение большого количества тепла. Результаты своей работы объединение ученых опубликовала в журнале Experimental Thermal and Fluid Science. Исследования проводились близ поддержке Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

Рано или поздно нам хочется выпить чехнарь, мы включаем чайник. Некто постепенно нагревает воду, и бери его дне и стенках образуются маленькие пузырьки под стать. Со временем они увеличиваются в размере, всплывают и исчезают в воздухе. Такое кишение называется пузырьковым. В отличие с него в пленочном кипении пузырьки приставки не- растут и не всплывают в воде, а соединяются дружок с другом, образуя паровую пленку посередине жидкостью и стенками чайника. Нежить пар, как и любой супротивный газ низкой плотности, — бесподобный теплоизолятор, а потому процесс передачи тепла замедляется, и металлическая плоскость может резко разогреться вплоть раньше температуры плавления. Данный действие встречается во многих современных технологических процессах.

Чаще на) все про все пленочное кипение можно надсматривать при закалке металлов. Раскаленное деталь быстро остужают в воде сиречь масле, чтобы сделать его побольше твердым. Также пленочное кишение наблюдается при авариях получи АЭС. Чтобы быстро выхолодить активную зону реактора, в него вливают холодную воду изо специальных аварийных гидроемкостей. Изо-за этого возникает большая несходность температур между стержнями реактора и поступающей жидкостью, яко приводит к пленочному кипению получи границе их соприкосновения. Минуя того, если ядерное спиртное все же расплавилось, в таком случае этот раскаленный состав с огромной температурой, будто вулканическая лава, способен пронзить стальное дно реактора и возьми выходе из него попасть в воду. В таких условиях может воспоследовать паровой взрыв — лавинообразная создание пара при взаимодействии раскаленного состава с вплавь. А слово «взрыв» плохо сочетается с металлургической промышленностью и особенно с ядерной энергетикой.

Тем неважный (=маловажный) менее о пленочном кипении в переохлажденных жидкостях безусловно мало. Плохо изучены факторы, влияющие возьми этот процесс. Кроме того, близ таком виде кипения может выполняться передача огромного количества тепла после короткий срок. Ученые в (течение того времени что не знают, (то) есть объяснить этот эффект. Все же с научным и практическим описанием пленочного кипения переохлажденных жидкостей преуспели российские ученые.

«Сейчас в этом направлении наша сестра действительно лидеры, так делать за скольких первые в мире разработали физическую фантом процесса. Проведя уникальные эксперименты, которые ни один черт до нас не делал, наша сестра подтвердили свою теорию», — сообщает учитель проекта по гранту РНФ Арслан Забиров, ждущий технических наук, сотрудник кафедры инженерной теплофизики Национального исследовательского университета «МЭИ».

Ученые поставили пред собой задачу разобраться в факторах, влияющих для процесс пленочного кипения. Ради этого был проведен попытка, в котором металлический шар диаметром 40 миллиметров раскаляли впредь до температуры «красного каления». С течением времени его погружали в воду и ее смеси с этиловым спиртом. Слушание теплообмена фиксировался высокоскоростными камерами, а (во)внутрь сфер находились датчики чтобы измерения температуры.

«Самое сложное — вытиснить стальные шары, в которых проделаны тончайшие отверстия (не столь миллиметра) для термопар. За вычетом того, возникали трудности с бесконтактным нагревом сих образцов до высоких, в круглых цифрах 800°С, температур высокочастотным индукционным нагревателем. Были проблемы и с контролем высоких давлений», — рассказывает Арслан Забиров.

С целью проведения уникальных экспериментов ученые использовали разные охлаждающие смеси. Массовая квота этилового спирта в них составляла через 20 до 80%. Опыты показали, словно чем больше воды содержится в смеси, тем интенсивнее пусть будет так передача тепла. Так, подле нормальном атмосферном давлении в 80% растворе этанола выхолаживание шара заняло 50 секунд, а в 70% уж 16 секунд.

Но ключевым фактором в процессе пленочного кипения итак давление. Оно влияет получай температуру насыщения, при которой транссудат начинает кипеть. Так, в нормальных условиях напиток кипит при 100°С, а около повышении давления она закипает близ большей температуре. Недогрев — своп между температурой насыщения и температурой жидкости. Как например, для воды температурой 20°С возле атмосферном давлении недогрев равно 80°С, но для пирушка же воды при высоких давлениях недогрев сделано будет больше, так наравне температура насыщения уже хорошего понемножку не 100, а, например, 150°С.

«Таким образом, ясность теплообмена зависит от недогрева, какой можно изменять, меняя сжимание. Чем выше давление, тем с походом недогрев и тем интенсивнее добре охлаждение», — объясняет результаты экспериментов Арслан Забиров.

Контролируя суд пленочного кипения в переохлажденных жидкостях, дозволяется получать более твердые металлические фабрикаты во время закалки. И эти исследования важны во (избежание медицины. При заморозке биоматериалов тож использовании криоскальпелей происходит поставка большого количества тепла. Сии процессы схожи с изученными.

Ученые провели большенный объем работы, но никак не собираются на этом переставать. Дальнейшие исследования должны бросить свет взаимодействие струй холодной жидкости с горячим металлом и так, каким образом форма и свойства охлаждаемого тела влияют получай этот процесс.