Некоторые результаты экспериментального исследования теплоотдачи при нагревании в трубах турбулентного потока газа, каталитически диссоциирующего на стенке

Изложены некоторые результаты экспериментального исследования теплоотдачи в круглых трубах из нержавеющей стали Х$18$Н$10$Т при нагревании турбулентного потока аммиака в условиях развитой каталитической диссоциации молекул $\mathrm{NH}_3$ на стенке. Граничное условие подвода тепла $q_{\text{с}} \cong \text{const}$; опыты охватывают следующие диапазоны параметров: $d = 3$; $4,1$ мм; $l/d = 90\div150$; $p = 3$–$10$ атм; $q_{\text{с}} = (1\div25) \cdot 10^5$ вт/м$^2$; $T_{\text{ж вх}} = 300$–$700^{\circ}$ К; $T_{\text{с}} < 1500^{\circ}$ К; $z_{\text{вх}} = 0$; $z_l \le 60\%$; $\text{Re}_{\text{вх}} = (8,5\div110) \cdot 10^3$; $\text{Pr} = 0,9\div 0,5$; $\text{Sc}_1 = 0,58\div 0,7$; $\text{Le}_1 = 1,4\div 0,6$. Получено эмпирическое уравнение для скорости поверхностной реакции; показано, что массоотдача реагента подчиняется закономерностям, аналогичным закономерностям теплоотдачи к нереагирующим газам с переменными .физическими свойствами. Разработана методика расчета местных параметров тепло- и массоотдачи на базе интегральных измерений состава и температуры потока на концах трубы. Дан предварительный анализ причин и условий возникновения кризисных явлений в теплоотдаче, обнаруженных в опытах.