Тип публикации: диссертация
Год издания: 2023
Ключевые слова: кризис теплообмена, локальный нагрев, термокапиллярная конвекция, пленка жидкости, сухое пятно, линия контакта трех фаз
Аннотация: Диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию термокапиллярного разрыва горизонтальной пленки жидкости, локально нагреваемой со стороны подложки. При помощи адаптированного синтетического шлирен-метода получены трехмерные деформации свободной поверхности. Исследовано влияние свойств рабочей жидкости, а также свойПоказать полностьюств подложки в широком диапазоне краевых углов смачивания и шероховатости на термокапиллярный разрыв и динамику контактной линии.?По итогам диссертационной работы получены следующие основные результаты: ?1. При помощи адаптированного отражательного синтетического шлирен-метода были впервые экспериментально зафиксированы положительные деформации и валы жидкости, возникающие при неоднородном нагреве тонкого слоя жидкости со стороны подложки. ?2. В ходе исследований с использованием конфокального датчика, который был адаптирован для измерения микроразмерных пленок жидкости, было впервые установлено, что с ростом вязкости и скорости нагрева толщина остаточной пленки, образующейся в процессе термокапиллярного разрыва слоя жидкости, существенно увеличивается. ?3. Экспериментальные данные по толщине остаточной пленки впервые обобщены в зависимости от капиллярного числа, при этом эксперименты проведены с четырьмя различными рабочими жидкостями, вязкость которых изменяется в 200 раз. ?4. Подтверждено, что с увеличением толщины слоя жидкости, находящегося в парогазовой среде, возрастает пороговая разница температур вдоль кюветы, необходимая для его разрыва. Данные по термокапиллярному разрыву горизонтального слоя жидкости для шести рабочих жидкостей и различных условий эксперимента впервые обобщены единой корреляционной зависимостью.?5. Показано, что до момента образования сухого пятна смачиваемость поверхности в широком диапазоне краевых углов смачивания не оказывает существенного влияния на стадии термокапиллярной деформации свободной поверхности локально нагреваемого горизонтального слоя жидкости, находящегося в парогазовой среде. ?6. Установлено, что смачиваемость подложки оказывает существенное влияние на скорость контактной линии (более чем на 5 порядков). Данные по скорости контактной линии в процессе роста сухого пятна в остаточной пленке впервые обобщены единой корреляционной зависимостью.