Тепло- и массообмен в трубах при нагревании диссоциирующего на стенке газа в условиях больших тепловых нагрузок

На базе опытных данных по теплоотдаче и скорости каталитической диссоциации при нагревании газообразного аммиака в трубах из нержавеющей стали рассмотрены вопросы описания интегральных характеристик кондуктивной теплоотдачи к газу с переменными свойствами, каталитически диссоциирующему на стенке, при развитом турбулентном течении на входе в трубу и законах суммарного теплоподвода, близких к $q_{\text{c}}=\operatorname{const}$. Показано, что в области больших тепловых нагрузок основной проблемой является описание эффектов ламинаризации течения, связанных с ускорением потока за счет нагрева и диссоциации. Предложен метод обобщения опытных данных с помощью параметра, характеризующего неравномерность теплового расширения газа по сечению трубы. На основе полученных эмпирических соотношений для кинетики, тепло- и массоотдачи разработана методика одномерного расчета процесса нагревания диссоциирующего аммиака. Показано, что расчет удовлетворительно воспроизводит опытные данные по температурам стенки и среднемассовому состоянию потока при докритических тепловых нагрузках, а также позволяет предсказать уровень нагрузок и температурные последствия кризиса теплоотдачи, связанного с ламинаризацией пристенного течения.