Кемерово, Россия
Приводятся экспериментальные результаты исследования критической плотности теплового потока при ненасыщенном кипении бинарных смесей вода-н-бутанол и вода-н-пентанол в пределах концентраций от 0 до 100% по весу органического компонента. В исследуемых бинарных жидкостях определены составы, которые имеют максимальный (пиковый) критический тепловой поток. При этом выявлены некоторые парадоксы в кипении данных смесей и особенности форм кривых qкр(х). Проводятся сопоставления полученных результатов исследования в области кипения бинарных смесей с раннее полученными. На основании этого анализа делается вывод о том, что проблема критической области теплоотдачи связана с существованием предела потока тепловой энергии при кипении бинарных жидких смесей. Плотность поступающей энергии ограничена той средой, через которую она течет. Эта фундаментальная закономерность, установленная авторами, может трактоваться как закон предела потока энергии в среде.
кипение, критическая область теплоотдачи, критическая плотность теплового потока, предел потока энергии, бинарные смеси, кипение.
Актуальность изучения критической области теплоотдачи при кипении жидкостей объясняется развитием энергетики больших мощностей и связана с существованием в природе малоизученного ограничения плотности потока энергии. Об этом факте упоминали в своих трудах Н. А. Умов [1], а затем П. Л. Капица [2]. Это ограничение не учитывается при проектировании энергетических установок, поэтому часто такие проекты становятся бесперспективными [2]. Ограничение плотности потока энергии связано с физическими свойствами той среды, через которую она движется, примером этого ограничения является возникновение кризиса теплоотдачи при кипении жидкостей.
В результате экспериментальных исследований авторами было установлено, что для исследования кризиса кипения необходимо синхронно определять зависимости коэффициента теплоотдачи
от температуры нагревателя —
и плотности теплового потока q от температуры — q(t) [3]. При этом оказалось, что обе кривые имеют максимум, который наступает при разных температурах, так что максимум кривой 
имеет место всегда при температуре меньшей, чем максимум кривой q(t). Это позволяет авторам выдвинуть новую — тепловую, а не гидродинамическую теорию кризиса кипения.
1. Умов, Н. А. Уравнения движения энергии в телах : дис. …д-ра техн. наук / Н. А. Умов - Одесса, 1874. - 176 с.
2. Капица, П. Л. Эксперимент, теория, практика / П. Л. Капица. - Москва : Наука, 1981.- 495 с.
3. Кожокару, В. В. Исследование критической плотности теплового потока при квазистационарном нагреве поверхностно кипящих бинарных смесей / В. В. Кожокару, Е. В. Лыков // Вестник Донского гос. техн. ун-та. - 2015. - №1(80). - С. 48-53.
4. Nukiyama, S. The maximum and minimum values of the heat Q transmitted from metal to boiling water under atmosphere pressure / Nukiyama, S // Iht. J. Heat Mass Transfer, 1984, vol. 27, pp. 959-970.
5. Петерсен, В. К. Получение кривой кипения при регулировании процесса теплоотдачи / В. К. Петерсен, М. Ж. Залук // Труды Американского общества. - 1971. - №4. - С. 90-94.
6. Zuber N. Hydrodynamic aspects of boiling heat transfer / Zuber N // Dissertation of the degree doctor of philosophy in engineering /−1959. Los Angeles. California
7. W.R. VanWijk., A.S. Vos., S.J.D. Stralen. Heat transfer to boiling liquid mixtures.//Chem. Eng. Sci.- 1956.-№5.-P.68-80.
8. S. J. D. Van Stralen. Iht. J. Heat Mass Transfer, 1966. Vol. 9, p. 995-1006.
9. Van Stralen, S. J. D. The mechanism of nucleate boiling in pure liquids and in binary mixtures-part IV Surface boiling / S. J. D. Van Stralen // Iht. J. Heat Mass Transfer. - 1967. - Vol. 10. - p. 1485-1498.
10. Кружилин, Г. Н. Критическая тепловая нагрузка при кипении жидкости в большом объеме / Г. Н. Кружилин, Е. В. Лыков // Журнал технической физики. - 2000. - т.70, №2. - С.16-19.
