Тепломассообмен при конденсации на вертикальной трубе, помещенной в зернистый слой микропористой структуры; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 337, № 2
| Parent link: | Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 337, № 2.— 2026.— С. 94-104 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Other Authors: | |
| Summary: | Актуальность. Исследование продиктовано необходимостью разработки инновационных подходов к регулированию процессов конденсации. Предложенная двухслойная аналитическая модель описывает тепломассообмен на вертикальной трубе в микропористой среде, выступая инструментом для повышения эффективности фазового перехода и теплоотвода с учетом физических параметров системы. Цель. Установление адекватности построенной модели с помощью сравнения результатов расчетов на ее основе с результатами расчетов по более сложной трехслойной модели других авторов. Методы. Математическое моделирование на основе процесса тепломассообмена по двухслойной схеме – пленка жидкости конденсата на поверхности трубы и микропористая среда с насыщенным паром. Результаты и выводы. Исследование охватывает два типа сред, различающихся по степени смачиваемости: гидрофильную и гидрофобную. Установлено, что для гидрофильной среды капиллярные эффекты вызывают «отсос» конденсата от стенки трубы в парогазовую среду. В случае отсутствия влияния капиллярных эффектов получено критериальное соотношение теплообмена, а также уравнение для толщины плёнки конденсата вблизи стенки трубы, дающее результат, хорошо согласующийся с известным расчётом по трехслойной модели в соответственных условиях для горизонтально расположенной полутрубы, помещённой в микропористый слой. Показано, что в условиях капиллярных эффектов результаты расчетов по предложенной двухслойной модели демонстрируют хорошую сходимость с данными, полученными с помощью более сложной трехслойной модели. Для гидрофобной среды характерна повышенная скорость стекания конденсата по стенке трубы, что приводит к значительному (почти на два порядка) уменьшению толщины пленки по сравнению с гидрофильной средой. Такое утончение пленки существенно интенсифицирует теплообмен Relevance. The necessity to develop innovative approaches to control condensation. The proposed two-layer analytical model describes heat and mass transfer on a vertical tube within a microporous medium, serving as a tool to enhance the efficiency of phase transition and heat removal while accounting for the physical parameters of the system. Aim. To validate the developed model by comparing its calculated results with those obtained from a more complex three-layer model proposed by other researchers. Methods. Mathematical modeling of the heat and mass transfer based on a two-layer scheme: a liquid condensate film on the tube surface and a microporous medium filled with saturated vapor. Results and conclusions. The research covers two types of media with differing wettability: hydrophilic and hydrophobic. It was established that in a hydrophilic medium, capillary effects cause the "suction" of condensate away from the tube wall into the vapor-gas environment. In the absence of capillary effects, a heat transfer correlation and an equation for the condensate film thickness near the tube wall were derived; these results show good agreement with established three-layer model calculations for a horizontal half-pipe embedded in a microporous layer under corresponding conditions. It is shown that under capillary effect conditions, the results of the proposed two-layer model demonstrate good convergence with data from the more complex threelayer model. For a hydrophobic medium, a higher condensate drainage rate along the tube wall was observed, leading to a significant reduction in film thickness – by nearly two orders of magnitude compared to a hydrophilic medium. This thinning of the film substantially intensifies heat transfer Текстовый файл |
| Language: | Russian |
| Published: |
2026
|
| Subjects: | |
| Online Access: | bulletin_tpu-2026-v337-i02-09.pdf https://doi.org/10.18799/24131830/2026/2/5073 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=685473 |
MARC
| LEADER | 00000naa2a2200000 4500 | ||
|---|---|---|---|
| 001 | 685473 | ||
| 005 | 20260314153515.0 | ||
| 090 | |a 685473 | ||
| 100 | |a 20260314d2026 k||y0rusy50 ca | ||
| 101 | 0 | |a rus | |
| 102 | |a RU | ||
| 135 | |a drcn uucaa | ||
| 200 | 1 | |a Тепломассообмен при конденсации на вертикальной трубе, помещенной в зернистый слой микропористой структуры |d Heat and mass transfer during condensation on a vertical pipe placed in a granular layer of a microporous structure |z eng |f М. И. Шиляев, Е. М. Хромова | |
| 320 | |a Список литературы: с. 103 (20 назв.) | ||
| 330 | |a Актуальность. Исследование продиктовано необходимостью разработки инновационных подходов к регулированию процессов конденсации. Предложенная двухслойная аналитическая модель описывает тепломассообмен на вертикальной трубе в микропористой среде, выступая инструментом для повышения эффективности фазового перехода и теплоотвода с учетом физических параметров системы. Цель. Установление адекватности построенной модели с помощью сравнения результатов расчетов на ее основе с результатами расчетов по более сложной трехслойной модели других авторов. Методы. Математическое моделирование на основе процесса тепломассообмена по двухслойной схеме – пленка жидкости конденсата на поверхности трубы и микропористая среда с насыщенным паром. Результаты и выводы. Исследование охватывает два типа сред, различающихся по степени смачиваемости: гидрофильную и гидрофобную. Установлено, что для гидрофильной среды капиллярные эффекты вызывают «отсос» конденсата от стенки трубы в парогазовую среду. В случае отсутствия влияния капиллярных эффектов получено критериальное соотношение теплообмена, а также уравнение для толщины плёнки конденсата вблизи стенки трубы, дающее результат, хорошо согласующийся с известным расчётом по трехслойной модели в соответственных условиях для горизонтально расположенной полутрубы, помещённой в микропористый слой. Показано, что в условиях капиллярных эффектов результаты расчетов по предложенной двухслойной модели демонстрируют хорошую сходимость с данными, полученными с помощью более сложной трехслойной модели. Для гидрофобной среды характерна повышенная скорость стекания конденсата по стенке трубы, что приводит к значительному (почти на два порядка) уменьшению толщины пленки по сравнению с гидрофильной средой. Такое утончение пленки существенно интенсифицирует теплообмен | ||
| 330 | |a Relevance. The necessity to develop innovative approaches to control condensation. The proposed two-layer analytical model describes heat and mass transfer on a vertical tube within a microporous medium, serving as a tool to enhance the efficiency of phase transition and heat removal while accounting for the physical parameters of the system. Aim. To validate the developed model by comparing its calculated results with those obtained from a more complex three-layer model proposed by other researchers. Methods. Mathematical modeling of the heat and mass transfer based on a two-layer scheme: a liquid condensate film on the tube surface and a microporous medium filled with saturated vapor. Results and conclusions. The research covers two types of media with differing wettability: hydrophilic and hydrophobic. It was established that in a hydrophilic medium, capillary effects cause the "suction" of condensate away from the tube wall into the vapor-gas environment. In the absence of capillary effects, a heat transfer correlation and an equation for the condensate film thickness near the tube wall were derived; these results show good agreement with established three-layer model calculations for a horizontal half-pipe embedded in a microporous layer under corresponding conditions. It is shown that under capillary effect conditions, the results of the proposed two-layer model demonstrate good convergence with data from the more complex threelayer model. For a hydrophobic medium, a higher condensate drainage rate along the tube wall was observed, leading to a significant reduction in film thickness – by nearly two orders of magnitude compared to a hydrophilic medium. This thinning of the film substantially intensifies heat transfer | ||
| 336 | |a Текстовый файл | ||
| 461 | 1 | |0 288378 |9 288378 |t Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов |l Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering |f Национальный исследовательский Томский политехнический университет |c Томск |n Изд-во ТПУ |d 2015- |x 2413-1830 | |
| 463 | 1 | |0 685434 |9 685434 |t Т. 337, № 2 |d 2026 |v С. 94-104 | |
| 610 | 1 | |a электронный ресурс | |
| 610 | 1 | |a теплообмен при конденсации | |
| 610 | 1 | |a вертикальная труба | |
| 610 | 1 | |a микропористая среда | |
| 610 | 1 | |a капиллярные эффекты | |
| 610 | 1 | |a гидрофобная среда | |
| 610 | 1 | |a гидрофильная среда | |
| 610 | 1 | |a пленка конденсата | |
| 610 | 1 | |a heat exchange during condensation | |
| 610 | 1 | |a vertical pipe | |
| 610 | 1 | |a microporous medium | |
| 610 | 1 | |a capillary effects | |
| 610 | 1 | |a hydrophobic medium | |
| 610 | 1 | |a hydrophilic medium | |
| 610 | 1 | |a condensate film | |
| 700 | 1 | |a Шиляев |b М. И. |g Михаил Иванович | |
| 701 | 1 | |a Хромова |b Е. М. |g Елена Михайловна | |
| 801 | 0 | |a RU |b 63413507 |c 20260314 | |
| 850 | |a 63413507 | ||
| 856 | 4 | 0 | |u bulletin_tpu-2026-v337-i02-09.pdf |z bulletin_tpu-2026-v337-i02-09.pdf |
| 856 | 4 | 0 | |u https://doi.org/10.18799/24131830/2026/2/5073 |z https://doi.org/10.18799/24131830/2026/2/5073 |
| 942 | |c CF | ||