Antrojo lygio virimo krizės procesų and sferinio kūno paviršiaus tyrimas

Autorius, institucija: Raminta Skvorčinskienė, Kauno technologijos universitetas

Mokslo sritis, kryptis: Technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T

Mokslinis vadovas – Prof. Dr. Habil. Jonas GYLYS (Kauno technologijos universitetas, Technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T) .

Su disertacija galima susipažinti Kauno technologijos universiteto bibliotekoje (K. Donelaičio g. 20, Kaunas).

Energetikos ir termoinžinerijos mokslo krypties disertacijos gynimo taryba:

Prof. Dr. Habil. Eugenijus UŠPURAS (Lietuvos energetikos institutas, Technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T) – pirmininkas;
Prof. Dr. Habil. Vytautas MARTINAITIS (Vilnius Gedimino technikos universitetas,Technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T);
Dr. Raimondas PABARČIUS (Lietuvos energetikos institutas, Technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T);
Prof. Dr. Liudas PRANEVIČIUS (Vytauto Didžiojo universitetas, Fiziniai mokslai, fizika – 02P);
Prof. Dr. Habil. Stasys ŠINKŪNAS (Kauno technologijos universitetas, Technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T).

Oficialieji oponentai:

Dr. Habil. Algirdas KALIATKA (Lietuvos energetikos institutas, Technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T);
Prof. Dr. Gvidonas LABECKAS (Aleksandro Stulginskio universitetas, Technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T).

Anotacija:

Pirmasis (1756 metais) plėvelinį virimą stebėjo ir aprašė Johannas Gottlobas Leidenfrostas. Jo garbei plėvelinio virimo susidarymo reiškinys pavadintas Leidenfrosto efektu, o minimali įkaitusio kūno paviršiaus temperatūra, būtina garo plėvelei susidaryti, pavadinta Leidenfrosto temperatūra. Plėvelinis virimas, kaip nepageidautinas reiškinys, dažnai vyksta garo katiluose, šilumokaičiuose, vandeniu aušinamų branduolinių reaktorių kuro kanaluose ir pan. Virimo krizė kelia grėsmę įrangos saugai: ši gali imti gesti, gali kilti avarijų. Todėl Leidenfrosto efekto susidarymo sąlygų tyrimai, kuriais siekiama išaiškinti ir veiksmingai valdyti virimo procesą, yra aktualūs moksline prasme ir turi didelę taikomąją vertę. Be to, tokie tyrimai būtini, jeigu siekiama pritaikyti Leidenfrosto efektą skystyje judančių kūnų pasipriešinimui mažinti. Darbe analizuojamas kūno aušimo vandenyje procesas atsiradus Leidenfrosto efektui. Šis efektas pasireiškia ant karšto kūno, kai jo paviršius nusausėja ir pasidengia garo sluoksniu – plėvele. Iki šiol skysčio (aplinkos) temperatūros įtakos antrojo laipsnio virimo krizei tyrimams didelio dėmesio nebuvo skiriama. Tad šiame darbe į antrojo laipsnio virimo krizės (Leidenfrosto efekto) susidarymo sąlygų tyrimą įtraukta ir aplinkos temperatūra, kuri turi įtakos kritinės temperatūros T_Leid  ribai. Taip pat darbe tiriama T_Leid riba ir atsižvelgiama į kūno temperatūrą, laidį, tankį; analizuojama kūno aušimo dinamika. Eksperimentams pasirinkti 20 mm skersmens kūnai, pagaminti iš skirtingo metalo. Metalai pasirinkti pagal šilumos laidžio charakteristikas: laidus (varis), vidutiniškai laidus (aliuminis) ir mažai laidus (nerūdijantis plienas).

Darbe pateikiami:

1. nejudančio sferinio kūno aušimo dinamikos, garo plėvelės storio kitimo bei jos susidarymo sąlygų tyrimo rezultatai;
2. judančio kūno greičio prieaugio tyrimo, kurį atliekant vertinta ir kūno skersmens įtaka, rezultatai;
3. judančio sferinio kūno (skystyje) energijos sąnaudos;
4. sferinio kūno aušimo teorinė ir eksperimentinė dinamika.