Естественная циркуляция среды в слабо отклоненном от горизонтали термосифоне

В слабо отклоненном от горизонтали термосифоне при высокой степени его водяного заполнения происходит существенная температурная (плотностная) стратификация среды по поперечному сечению зоны нагрева, приводящая к возникновению естественной циркуляция среды по длине термосифона. При этом в верхней части поперечного сечения термосифона имеет место подъемное движение воды или пароводяной смеси, а в нижней части сечения – опускное. В проведенных экспериментах с термосифоном натурных размеров рассматриваемая естественная циркуляция повысила в $3$–$7$ раз аксиальный теплоперенос по некипящей воде вдоль всех зон термосифона по сравнению с теплообменом при вертикальной ориентации. Массовая скорость естественной циркуляции по длине зоны нагрева оценена в $25$–$105$ кг/(м$^2$ с). Проведены оценки коэффициента теплоотдачи и коэффициента гидросопротивления трения на границе противоточных потоков воды при естественной циркуляции. Рассмотрены условия ухудшения охлаждения зоны нагрева термосифона вследствие сепарации пара у его верхней образующей. Снижение массового заполнения термосифона, т.е. рост среднего паросодержания находящейся в нем среды, последовательно приводит к возникновению барботажной конденсации пара в пределах транспортного участка, а затем и зоны охлаждения с уменьшением длины верхнего участка некипящей воды. В пределе происходит переход к пленочной конденсации пара по всей длине зоны охлаждения при противоточном движении пара и пристенной пленки его конденсата над уровнем пароводяной смеси в термосифоне.