Наножидкости для энергетики: механизм влияния диспергентов на тепловые параметры и кризисные явления при кипении

Изучено влияние диспергентов органической (СТАВ) и неорганической природы (пирофосфат и силикат натрия) на величину критического теплового потока и коэффициента теплоотдачи при кипении различных водных наножидкостей в условиях свободной конвекции. Установлено, что добавки ионных диспергентов к алюмосиликатным наножидкостям, повышая их агрегативную и седиментационную устойчивость, как правило, ухудшают тепловые параметры при кипении, вызывая внезапный предкризисный пережог нагревателя в установке, питаемой постоянным током. Раскрыт механизм явления. Показано, что добавки диспергентов и поверхностно-активных веществ к углеродсодержащим наножидкостям с высокой теплопроводностью, улучшая их устойчивость, в то же время повышают коэффициент теплоотдачи при кипении, а также вызывают докризисный пережог нагревателя в случае нагрева постоянным током. Проанализировано влияние диспергентов на кризисные явления при кипении воды и наножидкостей, и выяснены причины внезапного докризисного пережога нагревателя. Предложено несколько механизмов для интерпретации наблюдаемых эффектов. Обоснована целесообразность использования переменного тока нагрева и неионных непенящихся поверхностно-активных веществ и диспергентов для избегания раннего наступления кризиса кипения с целью достижения более высоких значений критического теплового потока и коэффициента теплоотдачи при кипении наножидкостей.