ІНТЕГРАЦІЯ ТЕПЛООБМІНУ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНИХ ПОВЕРХОНЬ ПРИ ОХОЛОДЖЕНІ ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИМИ РЕЧОВИНАМИ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2026.1.01Ключові слова:
термозміцнений прокат, охолодження водою, екологоенергетична ефективність, плівкове охолодження газові турбіни, диспергована вода, диспергований розчинник, поверхнево-активні речовини (ПАР), поверхневі явища, контактуючі фази, поверхнева енергія, адсорбція, десорбція, гетерогенна система, вільна поверхнева енергіяАнотація
Впровадження нових технологій та штучного інтелекту змусило передові країни подивитися по-новому на такі проблеми. У металургії при виробництві термозміцнено-го прокату широкого поширення набули системи, в яких необхідний тепловий стан ви-робів забезпечується за рахунок охолодження високотемпературних поверхонь розпи-леною рідиною. У перехідних режимах роботи турбоустановок АЕС у проточній части-ні турбін має місце нестаціонарна теплова взаємодія поверхонь корпусних елементів з диспергованою рідкою фазою вологої насиченої пари. При цьому точність розрахунків термічних напруг та деформацій у зазначених елементах корпусу турбіни, виконаних на стадії проектування, а, отже, забезпечення надійності роботи турбоустановки в умо-вах її експлуатації істотно визначається повнотою інформації про граничні умови теплообміну. Вочевидь, що у разі забезпечення заданих механічних характеристик прокату, зниження енерговитрат і витрати охолоджувача, вибір режимно-геометричних харак-теристик системи зміцнення визначається достовірністю відомостей про густину теп-лового потоку у процесі нестаціонарного теплообміну диспергованої рідини з поверх-нею виробу.
Основним охолоджувачем вище названих процесів є вода. В науковій літературі багато публікацій про охолодження високотемпературної поверхні диспергованою во-дою. Але ніяких наукових досліджень охолодження високотемпературної поверхні ди-спергованим розчинником, в склад якого входить вода з різною концентрацією поверх-нево-активних речовин (ПАР) ми не знайшли. Краплі води на високотемпературній поверхні мають круглу форму тому, що у воді найбільший поверхневий натяг на межі вода – поверхня. Всі поверхневі явища по-в'язані з особливостями поверхні поділу фаз і виникають на межі розподілу між двома або велику кількість двох контактуючих фаз. Вони обумовлені поверхневою енергією та властивостями дисперсних систем.
Було частково визначено теоретично та експериментально ознаки впливу повер-хневого натягу диспергованого розчинника, в склад якого входить вода з різною конце-нтрацією поверхнево-активних речовин (ПАР) на високотемпературну поверхню.
Далі треба буде провести експериментальні та розрахункові роботи для визна-чення густини теплового потоку у процесі нестаціонарного теплообміну дисперговано-го розчинника с поверхнею виробу.
Посилання
Selikhov Yu. A., Ryshchenko I. M., Gorbunov K. O. Intehratsiia teploobminu vysokotemperaturnoi poverkhni. Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. 2024. No. 3. P. 3–11.
Selikhov Yu. A., Gorbunov K. O., Pilnyk I. V. Metodyka eksperymentalnoho doslidzhennia lokalnykh umov nestatsionarnoho teploobminu. Intehrovani tekhnolohii ta en-erhozberezhennia. 2024. No. 3. P. 12–19.
Abramzon A. A. Poverkhnostno-aktyvnye veshchestva. Lenyngrad. 1981. 304 p.
Hlosarii terminiv z khimii. Ukladachi Y. Opeida, O. Shvaika. In-t fizyko-orhanichnoi khimii ta vuhlekhimii im. L. M. Lytvynenka NAN Ukrainy, Donetskyi natsional-nyi universytet. Donetsk. Veber. 2008. 738 p.
DSTU ISO/TR 896:2007. Rechovyny poverkhnevo-aktyvni. Naukova klasyfikatsi-ia.
Aivazov V. V. Praktykum po khymii poverkhnostnykh yavlenyi y adsorbtsyy. Mos-kva. Vysshaia shkola. 1973. 206 p.
Lange K. R. Poverkhnostno-aktyvnye veshchestva. Syntez, svoistva, analyz, pry-menenye. Sankt-Peterburg. 2005. 240 p.
Airapetian T. S. Vodne hospodarstvo promyslovykh pidpryiemstv. Navchalnyi posibnyk. Kharkiv. KhNAMH. 2010. 280 p.
Bredykhin V. M., Maniak M. O., Smyrnov V. O., Pozhuiev V. I., Chervonyi I. F., Hrytsai V. P. Metalurhiia kolorovykh metaliv. Pidruchnyk. Chastyna 7. Vtorynna metalurhiia kolorovykh metaliv. Zaporizhzhia. ZDIA. 2009. 452 p.
Eismondt K. A., Shustov A. V. Poluchenye y prymenenye zhydkostno-vozdushnykh zakalochnykh sred. Metallovedenye i termycheskaia obrabotka metallov. 1980. No. 11. P. 43–45.
Shynoda K., Nakahava T., Tamamusy B. Kolloydnye poverhnostno-aktyvnye veshchestva. Moskva. 1966. 276 p.
Poverkhnostno-aktyvnye veshchestva. Spravochnyk. Pod red. A. A. Abramzona, H. M. Gaevogo. Lenyngrad. 1979. 754 p.
Kyenskaia K. Y., Sardushkyn M. V., Yarovaia O. V., Avramenko H. V. Svoistva i prymenenye poverkhnostno-aktyvnyh veshchestv. Kurs lektsiy. Moskva. RKhTU im. D. I. Mendeleeva. 2016. 136 p.
Mchedlov-Petrosian N. O., Lebed A. V., Lebed V. Y. Kolloydnye poverkhnostno-aktyvnye veshchestva. Uchebno-metodycheskoe posobye. Kharkov. KhNU imeni V. N. Kara-zyna. 2009. 72 p.
Belousov V. P., Morachevskiy A. H. Teploty smesheniya zhydkostei. Moskva. Khymyia. 1970. 256 p.
Mizikar E. A. Spray cooling investigation for continuous casting of billets and blooms. Iron and Steel Engineer. 1970. Vol. 47. No. 6. P. 53–60.
Dolzhenkov Y. E., Verboloz V. D. Spreiernoe okhlazhdenie fasonnykh profylei prokata pry termycheskom uprochnenyy. Metallurgiya y koksokhymiya. 1973. Vyp. 36. P. 90–92.
Boryshanskyi V. M. Voprosy teplootdachy dvuhfaznyh sred. Moskva. GEI. 1961. 392 p.
Yuen M. C., Chen L. W. Heat transfer measurements of evaporating liquid drop-lets. International Journal of Heat and Mass Transfer. 1978. Vol. 21. No. 5. P. 537–542.
Dyner A. Obzor lyteratury po teploperedache pry struinom okhlazhdenyy. Chernye metally. 1976. No. 4. P. 26–29.
Heat transfer in two-phase flows. Karman Institute for Fluid Dynamics. Rhode-Saint-Genèse. 1971. P. 452–463.
Jang W. J. Vaporization and combustion of binary liquid drops on heated surface. Tokyo Joint Gas Turbine Congress. 1977. P. 77.
