Материалы портала «Научная Россия»

Ученый ТПУ получил новые экспериментальные данные об испарении водных растворов солей

Ученый ТПУ получил новые экспериментальные данные об испарении водных растворов солей
Результаты исследования помогут повысить эффективность технологий в энергетике

Ученый Томского политехнического университета получил новые экспериментальные данные об испарении водных растворов солей, результаты исследования помогут повысить эффективность технологий в энергетике, сообщает пресс-служба ТПУ. Статья с исследованием опубликована в журнале Scientific Reports.

«Испарение воды регулирует теплообмен и в этом качестве используется, например, в биологии. Высококонцентрированные водные растворы соли применяются в химической промышленности и в энергетике, в абсорбционных тепловых насосах. При этом испарение многокомпонентных растворов, в том числе водных растворов солей, изучено слабо.

Новые данные, полученные нами экспериментально, помогут скорректировать модели испарения и повысить эффективность технологических циклов в различных областях энергетики», — рассказал автор исследования Сергей Мисюра (лаборатория моделирования процессов тепломассопереноса ТПУ).

В процессе эксперимента ученые осаждали на рабочую поверхность капли воды и водных растворов солей — бромида лития, хлорида кальция и хлорида лития. Начальная температура капель была равна температуре окружающего воздуха 21 °С, а испарение проводилось при нагреве стенки от 80 до 150 °С.

Исследователи обратили внимание на принципиальное отличие испарения капли раствора соли от капли воды при интенсивном пузырьковом кипении. Скорость испарения небольшой капли воды во времени более-менее постоянна. Совсем иное поведение у капли солевого раствора.

Процесс кипения раствора из-за изменения концентрации состоит из нескольких временных отрезков, в каждом из которых меняется как скорость испарения, так и роль конвекции. Эксперименты показали, что для определения скорости испарения существенное значение имеет конвекция.

«Концентрация растворов постоянно изменялась, ведь вода испаряется, а соль остается. Возникающее из-за конвекции движение воздуха ускоряет испарение капель с меняющейся концентрацией. Однако этим фактором, как и теплопереносом внутри самой капли, в теоретических моделях до сих пор пренебрегали, как несущественным. Мы же показали, что таким образом предполагаемая скорость испарения может быть ошибочно занижена почти в десять раз», — отметил ученый. 

Предсказание скорости испарения капель солевых растворов необходимо для разработки новых технологий струйной печати и покрытий, медицинской диагностики и охлаждения микроэлектроники. Правильное моделирование испарения водных растворов важно для повышения эффективности тепловых насосов. 

 

Источник: news.tpu.ru

кипение конвекция скорость испарения

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий