Studii şi cercetări privind mecanismele schimbului de căldură în procesele de vaporizare a hidrocarburilor

Abstract

Obiectivul tezei de faţă constă în clarificarea modului în care se produce vaporizarea peliculelor de lichid dispuse pe substrat metalic şi în special al peliculelor ce se formează între bulele de vapori şi pereţii încălzitori, într-o prima fază, se trec în revistă cele două teorii ce abordează procesul de vaporizare a peliculelor de lichid: teoria microregiunii, având doar un suport matematic, şi teoria microstratului, bazată doar pe observări experimentale, precum şi metodele actuale de determinare experimentală a temperaturilor. în lucrarea de faţă, s-a realizat o completare a modelului matematic din teoria microregiunii prin reducerea ipotezelor simplificatoare şi utilizarea ecuaţiilor complete de curgere respectiv a celor care descriu interacţiunile intermoleculare. în acelaşi timp s-a urmărit o corelare a condiţiilor la limită atât pentru cazul teoretic cât şi pentru cel experimental. în acest context s-a realizat un stand experimental complex care permite determinarea 3D a câmpurilor de temperaturi şi implicit determinarea fluxurilor termice. Acesta a fost realizat în aşa fel încât să asigure nişte condiţii la limită similare cu cele folosite în cadrul modelului matematic dezvoltat. Pe parcursul experimentelor s-au pus în evidenţă anumite efecte cum ar fi jetul termic, acesta putând fi explicat de această dată deoarece câmpul de temperaturi a fost complet determinat. Rezultatele experimentale scot în evidenţă ca între bula de vapori şi peretele încălzitor se formează o peliculă de lichid aceasta fiind un argument în plus în favoarea teoriei microstratului. Din simulările numerice rezultă ca forţele intermoleculare au un aport semnificativ în formarea peliculei de lichid şi implicit asupra procesului de vaporizare. Noul model realizat va permite în viitor reducerea duratelor şi cheltuielilor de experimentare necesare optimizării structurilor care să asigure o vaporizare optimă.