Характеристики кипения воды, недогретой до температуры насыщения, на структурированных поверхностях

Выполнено экспериментальное исследование характеристик процесса и теплоотдачи при кипении воды, недогретой до температуры насыщения, на мезоструктурированных поверхностях, полученных методом микродугового оксидирования титановой фольги с образованием слоя $\rm TiO_2$ и осаждением частиц $\rm Al_2\rm O_3$ из кипящей наножидкости. Опыты проведены при вынужденном течении деаэрированной воды в вертикальном прямоугольном канале $21 \times 5$ мм. Исследованный диапазон режимных параметров: массовая скорость воды – до $650$ кг/(м$^2$ с), недогрев до температуры насыщения $30$–$75^{\circ}$C, давление $\sim 10^5$ Па, плотность теплового потока $0.7$–$5.0$ МВт/м$^2$. Установлено, что число действующих центров парообразования составляет $(70$–$80) \times 10^5$ 1/(м$^2$ с) при тепловом потоке $1.5$–$2.0$ МВт/м$^2$. Сильный недогрев жидкости и хорошая смачиваемость структурированной поверхности обеспечивают интенсивную деактивацию и приводят к хаотическому распределению центров парообразования во времени. Характерный размер паровых пузырей составил около $200$–$250$ мкм, продолжительность жизни пузырей – $200$–$500$ мкс. Применение покрытия, образованного методом микродугового оксидирования, интенсифицировало теплоотдачу на $20$–$30\%$. В условиях высоких недогревов жидкости до температуры насыщения характеристики кипения на гладких поверхностях и поверхностях с покрытием оказались достаточно близкими.