Содержание к диссертации
Введение
1. Основные положения термодинамики и кинетической теории образования
паровых зародышей в перегретых жидкостях. Сравнение экспериментальных
данных по перегреву жидкостей 13
1.1. Однородные метастабильные состояния и их термодинамическое описание 13
1.2. Основные положения термодинамики микрогетерогенной системы жидкость-пар 15
1.3. Вскипание перегретой жидкости как случайное явление 19
1.4. Кинетическая теория гомогенного зародышеобразования 21
1.5. Методы и некоторые результаты экспериментального изучения кинетики вскипания перегретых жидкостей 24
1.6. Вскипание перегретых жидкостей в присутствии гладких и пористых металлических поверхностей 32
1.7. Сравнение и интерпретация экспериментальных результатов 33
1.8. Выводы по 1 главе 38
1.9. Постановка задачи 40
2. Экспериментальная установка и методика измерений среднего времени
жизни перегретой жидкости 41
2.1. Описание экспериментальной установки 41
2.2. Определение времени установления равновесия по давлению и температуре 46
2.3. Дегазация исследуемой жидкости 48
2.4. Оценка погрешностей измерений 49
2.5. Выводы и основные результаты главы 2 55
3. Результаты изучения зависимости среднего времени жизни перегретой
жидкости от величины перегреваемого объема 56
3.1. Первичные результаты измерений 56
3.2. Результаты измерений для н-пентана и н-гексана после приведения к одному объему 64
3.3. Прямое сравнение результатов измерений с теоретической зависимостью среднего времени жизни перегретой жидкости от ее объема (н-пентан, н-гексан) 67
3.4. Вычисление предэкспоненциального множителя и работы образования критического зародыша из экспериментальных данных 69
4. Результаты изучения плотности распределения вероятностей времен
ожидания вскипания перегретых жидкостей 77
4.1. Распределение времен ожидания вскипания в больших выборках 77
4.2. Вычисление вероятностей появления пустых интервалов в начале гистограммы и больших значений времени жизни 92
4.3. Восстановление плотности распределения вероятностей для времен ожидания вскипания перегретой жидкости методом моментов 93
4.4. Анализ плотности распределения по совокупности малых выборок для всех исследованных жидкостей 95
5. Изучение вскипания перегретых жидкостей на искусственных центрах
зародышеобразования, в капиллярах с поверхностями, модифицированной гидрофобными соединениями и с малыми добавками ПАВ 116
5.1. Изучение вскипания перегретых жидкостей на искусственных центрах зародышеобразования 116
5.2. Влияние модификации поверхности на характер вскипания жидкости в стеклянных капиллярах, методика осуществления модификации 123
5.3. Изучение температурной зависимости средних времен ожидания вскипания перегретого н-пентана с малыми добавками поверхностно-активного вещества (полиэтилсилоксана) при атмосферном давлении ..128
5.4. Выводы к главе 5 136
Основные результаты и выводы 138
Список литературы 140
Приложение..... 149
- Однородные метастабильные состояния и их термодинамическое описание
- Описание экспериментальной установки
- Результаты измерений для н-пентана и н-гексана после приведения к одному объему
- Распределение времен ожидания вскипания в больших выборках
- Изучение вскипания перегретых жидкостей на искусственных центрах зародышеобразования
Введение к работе
Кипение, т.е. процесс интенсивного парообразования, характеризующийся непрерывным возникновением и ростом внутри жидкости пузырьков пара, играет важную роль во многих технологических процессах. Исследования этого явления ведутся давно и с всё возрастающей интенсивностью, стимулируемые такими важными приложениями как энергетика, в том числе ядерная, ракетная техника, металлургия и машиностроение, химическая и пищевая промышленность. В области изучения кипения сделано очень много, однако, сегодня ещё нельзя утверждать, что существует достаточно глубокое понимание механизмов кипения. Эксперименты по кипению характеризуются высокой степенью невоспроизводимости [1-5]. Результаты могут заметно отличаться не только у разных экспериментаторов, но и при повторении измерений на одной и той же установке в полностью воспроизводимых условиях.
В большинстве случаев при решении технологических задач приходится сталкиваться с неравновесным парообразованием, которое связано с возникновением метастабильных состояний жидкостей и которое может приводить к аварийным ситуациям [1, 2].
Сохранение старой фазы в области, где должна образоваться новая фаза, означает, что старая фаза перешла из абсолютно устойчивого состояния в метастабильное. Метастабильное состояние временное, т.е. рано или поздно старая фаза, вторгшаяся на чужую территорию, переродится, и система перейдет в новое фазовое состояние. Таким образом, принципиальное отличие метастабильных фазовых состояний от стабильных в том, что имеется конечное время существования метастабильных состояний (время жизни т). Время существования метастабильного состояния является случайной величиной, и физический смысл имеет среднее время жизни, которое определяется параметрами состояния системы. Другой важной характеристикой метастабильного состояния является величина радиуса критического зародыша гкр. Физический смысл этого радиуса (гкр) таков: если зародыш меньше критического размера, то он должен исчезнуть; если больше, то с него начнется рост новой фазы.
7 Хорошо известными примерами метастабильных состояний являются пересыщенный пар, перегретая и переохлажденная жидкость, пересыщенный раствор. В природе, например, перегрев воды наблюдается в гейзерах и в действующих вулканах; перегрев углеводородов - при вскрытии газоконденсатных месторождений.
Исследование метастабильных состояний представляет большой интерес для создания теории фазовых превращений. В этом плане необходимы изучение фазовых диаграмм, разработка способов расчета свойств метастабильных фаз, постановка экспериментов по кинетике их распада, теоретическое рассмотрение на этой основе конкретных процессов, протекающих с участием метастабильных фаз.
Традиционные работы по кипению в основном рассматривают механизм зародышеобразования при малых перегревах, поэтому изучение кинетики вскипания жидкости в области высоких перегревов представляет большой научный интерес, приносит знания о природе высокотемпературных центров кипения, что позволяет прогнозировать поведение энергонапряжённых термодинамических систем, содержащих в качестве основного компонента жидкую фазу.
Современная теория образования паровых зародышей в сильно перегретых жидкостях (теория Зельдовича-Кагана) предполагает, что случайный процесс, приводящий к возникновению жизнеспособного пузырька, имеет гомогенный и стационарный характер. Из этих предположений следует, что при заданных температуре и давлении среднее время ожидания вскипания должно изменяться обратно пропорционально объёму перегреваемой жидкости, а функция распределения вероятностей времен ожидания должна быть экспоненциальной. Ещё в 1972 году в своей монографии академик В.П. Скрипов высказывал мысль о необходимости проверки выполнения этих закономерностей в реальных экспериментах. Однако до сих пор такая проверка не была осуществлена. Обсуждая гомогенность вскипания, авторы обычно ссылаются на хорошую (но не абсолютную) смачиваемость стекла исследуемыми жидкостями, а стационарность зародышеобразования оправдывают теоретическими оценками, которые дают для времени релаксации функции распределения очень малое время - 10" с.
8 Предположение об экспоненциальном распределении времен ожидания вскипания стало элементом экспериментальной методики: часы на измерение времени жизни жидкости в перегретом состоянии включали одновременно с началом окончательного сброса давления, а затем, в силу одного из свойств экспоненциального распределения, из каждого члена полученной выборки вычитали некоторую постоянную временную поправку, учитывающую релаксацию давления и температуры. При соответствующем подборе этой поправки распределение оказывалось близким к экспоненциальному, а теоретические и экспериментальные значения температуры достижимого перегрева согласовывались обычно в пределах
1 С. Этого нельзя сказать о временах ожидания вскипания. Если вблизи температуры достижимого перегрева, в интервале 1-2 С, расхождения теоретических и экспериментальных значений среднего времени жизни составляют обычно 2-3 порядка, то за пределами этого интервала количественное сравнение теории и эксперимента вообще невозможно.
Постепенно накапливался экспериментальный материал, обсуждаемый в первой главе и делающий экспериментальную проверку гомогенности и стационарности вскипания перегретой жидкости вблизи границы достижимого перегрева все более актуальной.
Таким образом, актуальность работы обуславливается её связью с важными техническими приложениями и необходимостью дальнейшего развития существующей теории вскипания предельно перегретых жидкостей.
Таким образом, цель работы состояла в экспериментальном исследовании гомогенности и стационарности случайного процесса, приводящего к образованию жизнеспособного зародыша пара, вблизи границы достижимого перегрева, выяснения влияния флуктуационных центров, поверхностно-активных покрытий стенок ячейки и внесения в исследуемую жидкость малых добавок поверхностно-активных веществ на положение границы достижимого перегрева и кинетику вскипания.
Для достижения этой цели было необходимо решение следующих задач: - разработка и изготовление экспериментальной установки для исследования кинетики вскипания перегретых жидкостей с системой предварительного их обезгаживания и без последующих корректировок получаемых статистических выборок; изучение зависимости среднего времени жизни перегретой жидкости от величины перегреваемого объема, получение статистических выборок большого объема, анализ вопроса о гомогенности и стационарности вскипания жидкостей вблизи границы достижимых перегревов; изучение вскипания перегретых жидкостей на искусственных центрах зародышеобразования; изучение влияния модификации поверхности на характер вскипания жидкости в стеклянных капиллярах, с разработкой методики осуществления модификации; изучение температурной зависимости средних времен ожидания вскипания перегретой жидкости с малыми добавками поверхностно-активного вещества при атмосферном давлении.
В результате проделанной работы получены следующие новые результаты:
Усовершенствована технология измерений среднего времени жизни жидкостей в перегретом состоянии. На этой основе создана автоматизированная экспериментальная установка с системой предварительного обезгаживания исследуемых жидкостей. Получаемые на установке статистические выборки не требуют корректировок.
Проведены измерения средних времён ожидания вскипания обезгаженного н-пентана, н-гексана и диэтилового эфира в капиллярах различного объема. Сделаны новые независимые оценки основных параметров классической теории гомогенного зародышеобразования по экспериментальным данным, которые не подтверждают хорошего согласия теории и результатов опытов. В результате показано, что вблизи границы достижимого перегрева условие гомогенности вскипания не выполняется.
Изучен характер распределения времен ожидания вскипания вблизи границы достижимого перегрева трех жидкостей: н-пентана, н-гексана и диэтилового
10 эфира. Показано, что функция плотности распределения вероятностей времен ожидания имеет максимум, является нестационарной.
Проведено экспериментальное исследование семи систем с искусственными центрами на трех различных жидкостях; н-пентан, н-гексан и диэтиловый эфир. Обнаружены две группы центров, существенно по-разному влияющих на характер вскипания перегретой жидкости.
Экспериментально показано, что с помощью покрытий поверхности капилляра, выполненных по специальной технологии, или после разрушения их актами вскипания можно создавать системы с искусственными флуктуационными центрами кипения и, таким образом, снижать величину перегрева.
Измерены времена жизни перегретого н-пентана с малыми (до 0,8% по массе) добавками маслорастворимого, пленкообразующего поверхностно-активного вещества (ПАВ) - полиэтилсилоксана. Малые добавки ПАВ не изменяют основных свойств н-пентана, оказывающих влияние на степень перегрева. Во всех случаях наблюдается значительное увеличение среднего времени ожидания вскипания перегретой жидкости и увеличение температуры перегрева в пределах около 1К.
На защиту выносятся следующие результаты:
Результаты экспериментальных исследований характера вскипания перегретых жидкостей (н-пентан, н-гексан, диэтиловый эфир) вблизи границы достижимого перегрева;
Результаты изучения функции плотности распределения вероятностей для времен ожидания вскипания перегретых жидкостей;
Результаты экспериментального исследования вскипания сильно перегретых жидкостей на искусственных флуктуационных центрах;
Результаты экспериментального изучения температурной зависимости средних времен ожидания вскипания перегретого н-пентана с малыми добавками поверхностно-активного вещества (полиэтилсилоксана) при атмосферном давлении.
Полученные результаты по исследованию характера вскипания перегретых жидкостей вблизи границы достижимого перегрева с учетом дегазации жидкости и поверхности капилляра способствуют более глубокому пониманию природы воздействия вскипания перегретой жидкости на контактирующую с ней поверхность.
Полученные данные о степени перегрева жидкости с использованием различных способов обработки поверхности и методов физического моделирования флуктуационных центров кипения могут быть полезны при создании тепловых труб и служить основой технологии снижения или увеличении перегрева жидкостей.
Работа выполнялась в соответствии с планами работы Института теплофизики УрО РАН при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (коды проектов: 98-02-17503-а, 01-02-17214-а, 04-02-16285-а, 00-15-96719, НШ-905.2003.2).
Достоверность и обоснованность результатов, приведенных в диссертации, обеспечены: применением современного высокоточного измерительного оборудования, современных средств автоматизации в сочетании с компьютерной техникой, большим объемом проведенных измерений, применением современных методов статистической обработки экспериментальных данных, тщательной оценкой погрешностей, близостью температур достижимого перегрева к экспериментальным значениям, полученным ранее.
Основные результаты работы докладывались на 11-ой Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 1998г.), IV-om Международном форуме по тепло и массообмену (Минск, 2000г.), Vl-оЙ Всероссийской конференции молодых ученых «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики.» (Новосибирск, 2000г.), ХШ-ой Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева "Физические основы экспериментального и математического моделирования процессов газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках." (Санкт-Петербург, 2001г.), Ш-ей Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 2002г.), XTV-ой Школе-семинаре молодых ученых и специалистов иод
12 руководством академика РАН А.И. Леонтьева "Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках." (Рыбинск, 2003г.), XV-ой Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева "Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках." (Калуга, 2005г.), XI-ой Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Санкт-Петербург, 2005г.), Ш-ем Российском совещании «Метастабильные состояния и флуктуационные явления» (ИТФ УрО РАН, г. Екатеринбург, 18-20 октября 2005 г)
По материалам диссертации опубликовано 2 статьи в рецензируемых журналах, 3 в сборниках трудов Института теплофизики, 12 статей в сборниках докладов на международных и российских конференциях, рукописи 2 статей депонированы в ВИНИТИ. Библиографический список представлен в конце диссертации
Лично автором создана экспериментальная установка, проведены все измерения, обработаны полученные экспериментальные данные, сделан анализ полученных результатов, предложена модель нестационарного зародышеобразования, на её основе выполнены сравнительные расчёты, подготовлены к печати публикации.
Диссертация содержит введение, пять глав, заключение и приложение, в котором приводятся таблицы экспериментальных и расчётных данных. Работа изложена на 148 страницах текста формата А4, содержит 48 рисунков, 4 таблицы и список цитируемой литературы из 104 наименований. Приложение содержит 6 таблиц на 23 страницах текста формата А4. Работа выполнялась в Институте теплофизики УрО РАН в лаборатории свойств веществ и сверхпроводящих материалов.
Автор выражает особую благодарность академику В.П. Скрипову и научному руководителю работы зав. лабораторией СВ и СПМ, профессору Г.В. Ермакову за полезное обсуждение результатов, ценные предложения и конструктивную критику; зав. кафедрой органической и коллоидной химии УГЛТА, профессору, д.х.н. В. В. Свиридову за предоставление образцов и консультации по пятой главе; сотрудникам
13 института С.А. Перминову, Л.А. Михалевич, Г.Н. Перелыптейну и Б.М. Смоляку, которые на разных этапах работы содействовали и оказывали помощь в проведении экспериментов и обсуждении результатов.
1. Основные положения термодинамики и кинетической теории образования паровых зародышей в перегретых жидкостях. Сравнение экспериментальных данных по перегреву жидкостей.
1.1. Однородные метастабильные состояния и их термодинамическое описание.
class1 Основные положения термодинамики и кинетической теории образования
паровых зародышей в перегретых жидкостях. Сравнение экспериментальных
данных по перегреву жидкостей class1 13
Однородные метастабильные состояния и их термодинамическое описание
Представление о метастабильных фазовых состояниях возникает при термодинамическом и кинетическом анализе равновесия и устойчивости фаз [1,6-12]. Оказывается, что система может сохраняться в однофазном состоянии в области ее равновесия с другой фазой, но как менее устойчивая, метастабильная, по отношению к двухфазному состоянию. В силу этого внесение в метастабильную систему достаточно большого зародыша конкурирующей фазы приводит к ее разрушению, снятию метастабильности. В зависимости от наложенных на систему внешних условий она переходит в двухфазное или однофазное состояние.
Используя (1.2) и понятие детерминанта устойчивости D, широко используемого в теории термодинамической устойчивости, можно получить условия устойчивости для однородной жидкости и пара [1, 6, 7]. Поскольку квадратичная форма является положительно определенной, то ее детерминант и все его главные миноры должны быть также положительны. В результате преобразований для детерминанта устойчивости получается ряд соотношений, которые позволяют анализировать поведение различных термодинамических величин с приближением к границе термодинамической устойчивости:
class2 Экспериментальная установка и методика измерений среднего времени
жизни перегретой жидкости class2
Описание экспериментальной установки
Наиболее удобным инструментом для изучения кинетики зародышеобразования в перегретых жидкостях является чистая (стеклянная) пузырьковая камера. С ее помощью измеряются средние времена жизни перегретой жидкости в зависимости от температуры и давления [1, 2, 32, 33, 57, 58].
Для исследования кинетики вскипания перегретых жидкостей в различных условиях спроектирована и изготовлена автоматизированная экспериментальная установка с системой предварительного обезгаживания жидкостей.
Ее схема изображена на рис. 2.1. Она представляет собой обычную чистую пузырьковую камеру [1, 2, 57] и включает в себя капилляр 1 с перегреваемой жидкостью, соединенный с двумя основными системами: системой заполнения и газоудаления и с системой создания, изменения и измерения давления. Исследуемая жидкость перегревается в стеклянном капилляре 1, диаметр которого в процессе экспериментов изменялся от 0,70 до 0,11 мм. Перегреваемый объём термостатируется в жидкостном термостате 2 с погрешностью 0,1 С с помощью электронного регулятора температуры, датчиком которого является медь -константановая термопара 3. Для измерения температуры также используется медь - константановая термопара 4 с диаметром проводов около ОД 5 мм, приклеенная в середине термостатируемой части капилляра. Градуировка термопар производится в специальном устройстве по термометру сопротивления 1 разряда, изготовленному и проградуированному во ВНИИФТРИ. Погрешность определения температуры составляет 0,1 С.
Капилляр соединяется с гидравлической системой установки благодаря уплотнению фторопластовыми прокладками в специальном патроне 8. Давление на жидкость передаётся от поршневого манометра 16 через разделительный сильфон 12 и измеряется пружинным манометром 15 на масляной стороне с погрешностью 0,1 бар. На корпусе стакана, в котором находится сильфон и связанный с ним железный сердечник 9, имеются катушки 11, позволяющие судить о степени еформации сильфона, благодаря пропусканию переменного тока по одной из них (11з) и измерению напряжения на другой (1. Для измерения давления непосредственно в системе вблизи измерительного капилляра установлен мембранно-реостатный датчик давления 7, который градуируется по стрелочному или поршневому манометру. Перевод жидкости в метастабильное состояние осуществляет оператор, открывающий вентиль 14, сообщающий систему нагнетания поршневого манометра с атмосферой.
Система заполнения и газоудаления состоит из двух сосудов 5, 17, помещенных в термостаты, позволяющие поддерживать и производить плавное изменение температуры исследуемой жидкости в диапазоне от -150 до +150 С. В качестве теплоизоляции использован асбестовый шнур и каолиновая вата.
Откачка всей системы осуществляется форвакуумным насосом типа НВР-5Д. Величина достигнутого вакуума измеряется вакуумметром типа ВО-160 и составляет 3 мм.рт.ст. В процессе сборки особое внимание уделялось чистоте, как основных элементов установки, так и чистоте всей установки в целом. После сборки и любых модернизаций установка испытывалась на герметичность.
Для того, чтобы исключить попадание в систему масла из форвакуумного насоса, откачка осуществляется через азотную ловушку 19. Азотная ловушка представляет собой спирально закрученную трубочку, помещённую в сосуд с жидким азотом.
class3 Результаты изучения зависимости среднего времени жизни перегретой
жидкости от величины перегреваемого объема class3
Результаты измерений для н-пентана и н-гексана после приведения к одному объему
1. Получен большой экспериментальный материал о зависимости среднего времени ожидания вскипания н-пентана и н-гексана от температуры, методики дегазации и величины перегреваемого объёма исследуемой жидкости. Для н-пентана получено 23 серии измерений, для н-гексана - 26 серий измерений.
2. Экспериментальные результаты достаточно хорошо повторяют известные литературные данные о температурной границе достижимого перегрева, а также качественно воспроизводят форму изобары среднего времени ожидания вскипания {т). Однако в отношении т количественное совпадение отсутствует.
3. Среднее время ожидания вскипания существенно зависит от качества дегазации исследуемой жидкости и не воспроизводится от серии к серии измерений. В опытах с н-пентаном дегазация приводит к увеличению крутых участков изобар
4. П Г в 3-5 раз и к увеличению температуры перегрева до 1 С. В опытах с н-гексаном это увеличение заметно меньше, появляются почти горизонтальные участки изобар, увеличение температуры границы перегрева несколько превышает 1 С. 4. Как непосредственное сравнение результатов измерений, так и прямое сравнение теоретических изотерм h.f = f(V) с результатами опытов свидетельствует об отсутствии обратно пропорциональной зависимости т от величины перегреваемого объёма.
5. Вычисление предэкспоненциального множителя теории и работы образования критического зародыша непосредственно из экспериментальных данных приводит к значениям, существенно отличающимся от теоретических.
6. Таким образом, опыт не подтверждает гомогенный характер вскипания перегретой жидкости вблизи границы достижимого перегрева и хорошего согласия теории и эксперимента относительно средних времен ожидания вскипания.
class4 Результаты изучения плотности распределения вероятностей времен
ожидания вскипания перегретых жидкостей class4
Распределение времен ожидания вскипания в больших выборках
В ходе описываемых экспериментов (см. п. 3.1.) были получены девять выборок объемом от 70 до 200 измерений для н-пентана, н-гексана и диэтилового эфира (см. таблицы № П.2. и № П.4. в приложении). Они характеризуются следующими особенностями. Во-первых, в начале выборки имеется небольшой пустой участок (исключение составляют две выборки для w-гексана: в выборке при 181 С на начальном интервале в ОД с наблюдается одно вскипание из 100 и в выборке при 180,2 С из 70 вскипаний в интервале 0,4с наблюдаются два вскипания с временами, близкими к нулю). Следовательно, функция распределения времен ожидания вскипания имеет максимум. Во-вторых, ее «хвост» отличается от экспоненциального присутствием некоторого количества больших времен.
Немонотонность функции распределения означает нестационарность случайного процесса, приводящего к вскипанию перегретой жидкости [17, 76]. В этом случае плотность распределения вероятностей времен ожидания может быть записана в виде:
Характер изменения частоты зародышеобразования со временем Л(г) не известен, и может определяться различными факторами. В абсолютно чистой однокомпонентной системе с полным смачиванием ограничивающих ее стенок релаксация может быть связана исключительно с изменением функции распределения зародышей по размерам в стабильном и метастабильном состояниях. Релаксация в этом случае, как известно, происходит очень быстро [2, 77, 78]. При наличии в системе примесей, растворенных газов, поверхностно-активных веществ характер зародышеобразования может радикально изменяться, а частота зародышеобразования может устанавливаться за гораздо большее время. Внешние факторы, например, различные излучения, также могут влиять на частоту зародышеобразования и время ее установления [22].
Наконец, следует иметь ввиду, что частота зародышеобразования по определению является величиной, зависящей от времени. В начальный момент времени, когда система только переведена в метастабильное состояние, Я (0)=0. В дальнейшем поток зародышей возрастает до некоторого максимального значения и быстро спадает снова до нуля при распаде метастабильного состояния.
class5 Изучение вскипания перегретых жидкостей на искусственных центрах
зародышеобразования, в капиллярах с поверхностями, модифицированной гидрофобными соединениями и с малыми добавками ПАВ class5
Изучение вскипания перегретых жидкостей на искусственных центрах зародышеобразования
Из представленного краткого описания проблемы закипания жидкостей и возможности их перегрева в присутствии флуктуационных центров (см п. 1.6.) вытекает, что для понимания механизма действия флуктуационных центров кипения необходимо их физическое моделирование - искусственное создание микронеоднородностей различного характера на поверхности экспериментальной ячейки и экспериментальное изучение их влияния на величину перегрева, характеристики вскипания как случайного процесса, влияние самого вскипания на устойчивость и параметры центров.
Методы создания флуктуационных центров кипения.
Для моделирования (создания искусственно) флуктуационных центров кипения использованы различные методы. При изготовлении экспериментальной ячейки в её конце создавались короткие и длинные каналы микронных размеров, наносились на её поверхность царапины различных размеров, делался скол, внутрь капилляра диаметром 0,7 мм помещали капилляр с внутренним диаметром в несколько микрон, запаянный с одной стороны. Наряду с разрушающим воздействием на поверхность, предприняты меры и противоположного характера: внутренняя поверхность капилляра покрывалась гидрофобным слоем при высокой температуре (см. п. 5.2.), в исследуемую жидкость вносились поверхностно-активные добавки малой концентрации (см. п. 5.3.), не влияющие на свойства исследуемой жидкости и создающие на поверхности экспериментальной ячейки слой, родственный исследуемой жидкости.
