- Впервые получены и обобщены экспериментальные данные по теплообмену при пленочной конденсации водяного пара на поверхностях горизонтального и вертикального цилиндров, помещенных в зернистые слои из стеклянных шариков с поверхностями как практически полностью смачиваемых (контактный угол около 17°), так и частично смачиваемых (контактный угол около 87°), а также при конденсации хладона R227 на наклонных трубах в гидрофильном зернистом слое. На вертикальной трубе в гидрофильной засыпке получена существенная интенсификация теплообмена по сравнению с гладкой трубой (в 5 раз), на горизонтальной трубе - заметно его снижение в 1,5 раза.
- Получено теоретическое решение для течения жидкости и теплообмена при пленочной конденсации неподвижного пара в узкой пристенной вертикальной щели с проскальзыванием конденсата на боковых нетеплопроводных ребрах и в узком зазоре оребрения горизонтальной трубы. В предельном случае при полном проскальзывании конденсата на боковых ребрах вертикальной щели это решение переходит в известное решение для течения пленки на безграничной плоской стенке, а на горизонтальном цилиндре хорошо согласуется с экспериментальной зависимостью С. С. Кутателадзе. При полном прилипании конденсата на боковых стенках вертикальной щели найденное решение сводится к решению В. Е. Накорякова для узкой щели.
- Получено решение для процесса теплообмена при конденсации пара на вертикальной трубе, помещенной в зернистый слой с различным контактным углом смачивания, на основе перехода от модельной задачи процесса конденсации пара в узких щелях около плоской стенки к реальным процессам гидродинамики и теплообмена в поровых каналах вблизи теплопередающей поверхности трубы. Полученный теоретический результат хорошо согласуется с экспериментом в области течения конденсата в режиме тонкой пленки.
- Получено решение для процесса теплообмена при конденсации пара на горизонтальной трубе, помещенной в зернистый гидрофильный слой, на основе перехода от модельной задачи процесса конденсации пара в узких зазорах оребрения горизонтальной трубы к реальным процессам гидродинамики и теплообмена в поровом канале вблизи теплопередающей стенки трубы. В результате анализа модели при выборе гидравлического диаметра пристенного порового канала показано, что по всему периметру течение конденсата не подчиняется режиму тонкой пленки. Скоординированная на это обстоятельство зависимость для теплообменного числа Нуссельта удовлетворительно согласуется с экспериментом.
- Экспериментально исследована гидродинамика пленки жидкости на вертикальной пластине при ее натекании на сферу, моделирующая течение конденсата на теплопередающей поверхности в засыпке в режиме тонкой пленки (1г/с1ш □ 1). Показано, что при числах Рейнольдса пленки Re = 50 - 375 , соответствующих условиям проведения опытов по теплообмену при конденсации пара на вертикальной трубе, помещенной в зернистый слой, отток жидкости от вертикальной теплопередающей поверхности в сторону зернистого слоя незначителен (не более 6 %).
- Экспериментально исследовано течение жидкости по вертикальному цилиндру и пластине, помещенных в зернистый слой, для случая толщин пленки, соизмеримых с размером элементов зернистого слоя (h » с1ш ). Показано, что за счет капиллярных сил происходит значительный отток жидкости от поверхности трубы и пластины вглубь зернистого слоя. Выделен режим перехода от безотрывного обтекания пленкой точки контакта сферы с теплопередающей поверхностью к началу заметного проявления капиллярных эффектов, определяющий поперечный «отсос» части конденсата вглубь слоя, который наступает, когда относительная толщина пленки достигает значения hjdm » 0,1.
- Проведены исследования гравитационного пленочного течения в модели кубической шаровой структуры и модели монослоя сферических тел в плоском канале. В модели кубической упаковки впервые зарегистрированы четыре основных режима обтекания боковой точки контакта: безвихревое обтекание точки контакта, образование устойчивой вихревой пары, генерация неустойчивых вихревых образований и режим со струйным срывом пленки в области мениска. По картине и характеру течения в плоском канале в зависимости от контактного угла смачивания и расхода жидкости определены режимы струйного (по канальным образованиям) в случае гидрофильной засыпки и квазифильтрационного для гидрофобной засыпки.
- Проведен анализ уравнений М.А. Гольдштика, сопоставлены коэффициенты в уравнении стационарной смешанной фильтрации с соответственными коэффициентами уравнения Эргана. Показано их несущественное для плотной случайной упаковки различие. На основе рассмотренных задач о фильтрационном течении через неподвижное и вращающееся пористое кольцо показано, что дополнительные нелинейные члены в уравнениях М. А. Гольдштика малы в сравнении с членами, определяющими гидравлическое сопротивление зернистой среды. В этом случае уравнения М. А. Гольдштика сводятся к известным уравнениям фильтрации.
1.Петрик, П. Т. Теплообмен при конденсации пара на трубках, погруженных в зернистый слой / П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов, Г.С. Сердаков, Ю.О. Афанасьев // Холодильная техника. - 1992. - № 7-8. - С. 16-18.
2.Петрик, П. Т. Теплообмен при конденсации на вертикальной трубе в зерни¬стом слое / П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов // Теплоэнергетика. - 1995. - № 3. - С. 47-49.
3.Petrik, P. T. Heat transfer during vapor condensation in a tube in a granular layer / P.T. Petrik, A.R. Bogomolov // Journal of Engineering Thermophysics. - 1995. - V. 5, No
2. - P. 195-203.
4.Петрик, П. Т. Теплообмен при конденсации на вертикальной трубе в зерни¬стом слое / П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов // Прикладная механика и техническая фи¬зика. - 1995. - Т. 36, № 6. - С. 102-107.
5.Дорохов, А. Р. Нестационарный теплообмен при пленочной конденсации пара на горизонтальной трубе / А.Р. Дорохов, В.С. Логинов, И.П. Озерова, П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов, И.В. Дворовенко // Теплоэнергетика. - 1997. - № 3. - С. 69-71.
6.Петрик П. Т. Теплообмен при конденсации перфтората R236 на гладких тру¬бах / П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов, И.В. Дворовенко, П.В. Дадонов, И.П. Петрик // Вестник КузГТУ - Кемерово: КузГТУ, 1997. - № 1. - С. 81-83.
7.Петрик П. Т. Определение свойств жидкого хладна R236 / П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов, И.В. Дворовенко, Е.Ю. Старикова, И.П. Петрик, П.В. Дадонов // Вестник КузГТУ - Кемерово: КузГТУ, 1998. - № 1. - С. 31-33.
8.Петрик, П. Т. Влияние теплопроводности частиц зернистого слоя на теплооб¬мен при конденсации пара на цилиндре / П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов, Е.Ю. Темни-кова // Вестник КузГТУ - Кемерово: КузГТУ, 2000. - № 2. - С. 30-31.
9.Петрик, П. Т. Теплообмен при конденсации хладона R227 и R113 на наклон¬ных трубах / П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов, И.В. Дворовенко, П.В. Дадонов // Вестник
КузГТУ - Кемерово: КузГТУ, 2000. - № 6. - С. 12-13.
10.Петрик, П. Т. Теплообмен при конденсации хладона R227 на наклонных тру¬бах, помещенных в зернистый слой / П.Т. Петрик, И.В. Дворовенко, П.В. А.Р. Бого¬молов, Дадонов, Е. Ю. Старикова // Вестник КузГТУ - Кемерово: КузГТУ, 2001. - № 1. - С. 11-13.
11.Петрик, П. Т. Исследование теплообмена при конденсации фреонов на на-клонной гладкой трубе / П. Т. Петрик, П.В. Дадонов, И.В. Дворовенко, А.Р. Богомо¬лов // Вестник Международной академии холода. - 2001. - № 3. - С. 33-34.
12.Петрик, П. Т. Гидродинамика при конденсации на поверхности, покрытой сферическими частицами / П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов, С.С. Азиханов, К.В. Гуцал, Е.Ю. Темникова // Вестник КузГТУ - Кемерово: КузГТУ, 2002. - № 6. - С. 71-74.
13.Богомолов, А. Р. Гидродинамика при двухфазном течении в канале со сфе-рическими частицами / А.Р. Богомолов, П.Т. Петрик, С.С. Азиханов, О.А. Тубольце-
ва // Вестник КузГТУ - Кемерово: КузГТУ, 2002. - № 6. - С. 74-76.
14.Богомолов, А. Р. Гидродинамика в конденсаторах в зернистом слое / А. Р. Богомолов, С.С. Азиханов, К.В. Гуцал, Е.Ю. Темникова // Известия Томского поли-технического университета. - Томск, 2002 - Т. 305, Вып. 2. - С. 66-71.
15.Богомолов, А. Р. О модифицировании стеклянных поверхностей / А. Р. Бо-гомолов, П.Т. Петрик, С.С. Азиханов, Е.Ю. Темникова // Теплофизика и аэромехани¬ка. - 2002. - Т.9, № 3. С. 477 - 481.
16.Bogomolov, A. R. Hydrodynamics of a two-phase flow in a duct with spherical particles / A.R. Bogomolov, P.T. Petrik, S.S. Azikhanov, O.A. Tubol´tseva // Journal of Engineering Thermophysics. - Novosibirsk: Institute of Thermophysics. - 2003. - V.9, No 3. - P. 191-197.
17.Белоусов, А. П. Гидродинамическая структура двухфазного течения в окре-стности точек контакта элементов шаровых засыпок / А. П. Белоусов, А.Р. Богомолов, Д. М. Маркович // Теплофизика и аэромеханика. - 2004. - Т. 11, № 3. - С. 429-440.
18.Петрик, П. Т. Режимы течения сконденсированной фазы от поверхности те-плообмена, помещенной в зернистый слой / П. Т. Петрик, А.Р. Богомолов, С.С. Ази-ханов, О. А. Тубольцева // Ползуновский Вестник. - 2004. - № 1. - С. 66-68.
19.Шиляев, М. И. Анализ уравнений движения фильтрующейся жидкости в зер-нистой среде / М.И. Шиляев, А.Р. Богомолов // Теоретические основы химической технологии. - 2005 - Т. 39, № 4. - С. 373-378.
20.Богомолов, А. Р. Пленочная конденсация водяного пара на вертикальной трубе в пористой среде / А. Р. Богомолов, П.Т. Петрик, И.В. Дворовенко, А.А. Богомо¬лов // Вестник КузГТУ. - 2006. - № 6. - С. 110-114.
21.Богомолов, А. Р. Влияние свойств поверхности зернистого слоя при кон-денсации водяного пара на горизонтальной трубе / А. Р. Богомолов, П.Т. Петрик, И.В. Дворовенко, А.А. Богомолов // Вестник КузГТУ. - 2006. - № 6.2. - С. 90-95.
22.Bogomolov, A. R. Condensation of steam on a vertical tube in a granulated mate¬rial / A. R. Bogomolov, P. T. Petrik, I. V. Dvorovenko // Microgravity Science and Tech¬nology. International Journal for Microgravity Research and Applications (ISSN 0938¬0108). -2007. - T. XIX, No 3-4. - P. 93-95.
23.Шиляев, М. И. Конденсация на поверхности, помещенной в зернистый слой, с различным контактным углом смачивания / М.И. Шиляев, А.Р. Богомолов, П.Т. Петрик // Теплофизика и аэромеханика. - 2008. - Т. 15, № 2. - С. 269-279.
Патенты
24.Пат. 2000530 Российская Федерация, МПК F 28 D 7/00, F 28 F 13/06, F 28 B 1/02. Кожухотрубный конденсатор / Афанасьев Ю. О., Богомолов А. Р., Петрик П. Т., заявитель и патентообладатель ИТ СО РАН. - № 4953239/06; заявл. 27.05.1991; опубл. 07.09.1993, Бюл. № 33-36. - 3 с.: 2 ил.
25.Пат. 2091118 Российская Федерация, МПК C1 6 B01D5/00, Способ отделе¬ния неконденсирующихся газов и устройство для его осуществления / Афанасьев Ю. О., Петрик П. Т., Богомолов А. Р., заявитель и патентообладатель ИТ СО РАН. - № 93031449/25; заявл. 08.06.1993; опубл. 27.09.1997. - 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
Статьи в других изданиях
26.Богомолов, А. Р. Гидродинамика течения пленки жидкости на вертикальной поверхности в зернистой среде / А.Р. Богомолов, П.Т. Петрик // Сибир. физ.-техн. журнал. - 1993. - № 6. - С. 3-5.
27.Богомолов, А. Р. Конденсация на поверхности цилиндра, помещенного в зернистый слой / А. Р. Богомолов, П. Т. Петрик // Сибир. физ.-техн. журнал. - 1993. - №
6. - С. 6-10.
28.Богомолов, А. Р. Теплообмен при конденсации на поверхности вертикального цилиндра, погруженного в зернистый слой / А. Р. Богомолов, П.Т. Петрик, О.Н. Цой // Химия и химическая технология: сб. научн. тр. - Кемерово: КузГТУ, 1995. - С. 60-66.
29.Петрик, П. Т. Гидродинамика течения пленки жидкости по поверхности, по-мещенной в зернистую среду / П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов, Д. Л. Крутский // Химия и химическая технология: сб. научн. тр. - Кемерово: КузГТУ, 1995. - С. 56-60.
30.Боберь, Е. Г. Нестационарный теплообмен в конденсационном устройстве / Е.Г. Боберь, А.Р. Дорохов, В.С. Логинов, П.Т. Петрик, И.В. А.Р. Богомолов, Дворо-венко, // Теплоэнергетика: экономичность, надежность, экология: сб. статей. - Томск: ТПУ, 1997. - С. 3-6.
31.Петрик, П. Т. Теплообмен при конденсации хладона R227 на наклонных тру¬бах, помещенных в зернистый слой / П.Т. Петрик, П.В. Дадонов, И.В. Дворовенко, А.Р. Богомолов // Инженерно-физический журнал. - 2004. - Т. 77, № 4, - С. 76-78.
32.Богомолов, А.Р. Исследование теплообмена при конденсации водяного пара на горизонтальной трубе, помещенной в зернистый материал из частиц с разной сма-чиваемостью поверхности / А.Р. Богомолов, П.Т. Петрик, С.С. Азиханов // Теплоэнер-гетика. - 2009. - № 7.
Материалы конференций
33.Афанасьев, Ю. О. Конденсация пара на цилиндре, помещенном в зернистый слой / Ю.О. Афанасьев, А.Р. Богомолов, П.Т. Петрик, // Теплообмен и теплофизиче-ские свойства пористых материалов: Матер. всесоюз. сем., 25-27 сент. 1991 г. - Ново¬сибирск: Ин-т теплофизики СО РАН, 1992. - С. 197-205.
34.Петрик, П. Т. Теплообмен при конденсации на трубах, помещенных в зерни¬стую среду / П. Т. Петрик, А.Р. Богомолов // Первая Российская национальная конфе¬ренция по теплообмену (РНКТ). Испарение, конденсация, Т. 5, Москва, 1994. - Моск¬ва, 1994. - С. 126-131.
35.Петрик, П. Т. Автоматизированный стенд для исследования теплообмена при кипении и конденсации на поверхностях в зернистом слое / П.Т. Петрик, И.В. Дворовенко, А.Р. Богомолов, И.П. Петрик // Международная теплофизическая шко¬ла: тез. докл., 25-30 сентября 1995 г., Тамбов. - Тамбов: 1995. - С. 67-68.
36.Богомолов, А. Р. Гидродинамика при двухфазном течении в щелевом кана¬ле с зернистым слоем // А.Р. Богомолов, П.Т. Петрик, С.С. Азиханов, О.А. Тубольце-ва // 26-й Сибирский теплофизический семинар: тез. докл., 2002 г. -Новосибирск, 2002. - С. 45-46.
37.Богомолов, А. Р. Гидродинамика в конденсаторах в зернистом слое / А. Р. Богомолов, С. С. Азиханов, К. В. Гуцал, Е. Ю. Темникова // 2-ой семинар вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике, 24-27 октября 2001. - Томск:
ТПУ. -2002. - С. 66-71.
38.Богомолов, А. Р. Потери давления на трение для потоков через каналы ма¬лого диаметра / А.Р. Богомолов, П.Т. Петрик, С.С. Азиханов, О.А. Тубольцева // Ак¬туальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики: тез. докл., 29 сент.-5 окт. 2003 г. - Алушта, 2003. www.triacon.org.
39.Петрик, П. Т. Режимы течения сконденсированной фазы от поверхности те-плообмена, помещенной в зернистый слой / П. Т. Петрик, А.Р. Богомолов, С.С. Ази-ханов, О. А. Тубольцева // III семинар вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофи-зике и теплоэнергетике: Тез. докл.; 18-20 сент., Барнаул, 2003 г. - Новосибирск, 2003. С. 37.
40.Шиляев, М. И. Анализ уравнений движения фильтрующейся жидкости в зернистой среде / М.И. Шиляев, А.Р. Богомолов // XXVII Сибирский теплофизиче- ский семинар: Тез. докл., 1-5 окт. 2004 г., Новосибирск. - Новосибирск, 2004. - С. 402-403.
41.Богомолов, А. Р. Пленочное и струйное течение жидкости в шаровых за¬сыпках А. Р. Богомолов, С. С. Азиханов // XXVIII Сибирский теплофизический семи¬нар: Тез. докл., 12-14 окт. 2005 г., Новосибирск. - Новосибирск, 2005. - С. 35-36.
42.Богомолов, А. Р. Конденсация водяного пара на трубе, упакованной в зер-нистый материал с различными свойствами поверхности / А.Р. Богомолов, П.Т. Пет¬рик, И. В. Дворовенко, А. А. Богомолов // XXVIII Сибирский теплофизический семи¬нар: Тез. докл., 12-14 окт. 2005 г. - Новосибирск, 2005. - С. 37-39.
43.Богомолов, А. Р. Пленочное и струйное течение жидкости в шаровых за¬сыпках / А. Р. Богомолов, С. С. Азиханов [Электронный ресурс]. // Сборник трудов XXVIII сибирского теплофизического семинара, 12-14 окт. 2005 г., Новосибирск. -Электрон. текстовые дан.- Новосибирск, 2005. - 1 электрон. диск (CD-ROM). - Сис¬тем. требования: Windows 95 и выше; дисковод CD-ROM48х. - Загл. с экрана. - Пуб¬личное пользование ограничено.
44.Богомолов, А. Р. Конденсация водяного пара на трубе, упакованной в зер-нистый материал с различными свойствами его поверхности / А. Р. Богомолов, П. Т. Петрик, И. В. Дворовенко, А. А. Богомолов [Электронный ресурс]. // Сборник трудов XXVIII сибирского теплофизического семинара, 12-14 окт. 2005 г., Новосибирск. -Электрон. текстовые дан.- Новосибирск, 2005. - 1 электрон. диск (CD-ROM). - Сис¬тем. требования: Windows 95 и выше; дисковод CD-ROM48х. - Загл. с экрана. - Пуб¬личное пользование ограничено.
45.Bogomolov, A. Condensation of steam on a horizontal tube, packaged in a granu¬lated material with different properties of a surface / A. Bogomolov, P. Petrik, I. Dvo-rovenko // Int. Topical Team Workshop, Two-phase systems for ground and space applica¬tions, book of abstracts, Brussels, Belgium, September 19-21, 2006. - Brussels, 2006. - P. 88-89.
46.Богомолов, А. Р. Конденсация водяного пара на вертикальной трубе, упако-ванной в зернистый материал с различными свойствами поверхности / А. Р. Богомо¬лов, П. Т. Петрик, И. В. Дворовенко, А. А. Богомолов // Актуальные вопросы теплофи¬зики и физической гидрогазодинамики, 4-я науч. шк.-конф: Тез. докл., 18-24 сентября 2006. - Алушта, 2006. - С.125-127.
47.Bogomolov, A. R. Condensation of steam on a vertical tube in a granulated mate¬rial / A. R. Bogomolov, P. T. Petrik, I. V. Dvorovenko // Two-phase systems for ground and space applications: The second international topical team Workshop, October 26-28, 2007,
Kyoto, Japan. // Microgravity Science and Technology. International Journal for Micrograv¬ity Research and Applications. -2007. - T. XIX, No 3-4. - P. 93-95.
48.Азиханов, С. С. Гидродинамика конденсата на горизонтальной трубе в за¬сыпке / С. С. Азиханов, П. Т. Петрик, А. Р. Богомолов // Энергетика, экология, на¬дежность, безопасность: Материалы докладов XIII-й науч.-техн. конф., 5-7 декабря 2007 г. - Томск, 2007. - С. 89-92.
49.Азиханов, С. С. Капиллярное удерживание конденсата на горизонтальной трубе в засыпке / С.С. Азиханов, П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов // Химия - XXI век. Новые технологии, новые продукты: тр. X межд. научн.-практ. конф., 23-25 апр. 2008 г., Кемерово. - Кемерово: КузГТУ, 2008. - С. 120-122.
50.Shilyaev, M. I. Heat transfer at condensation of immobile vapor on tubes, placed a granular layer / M.I. Shilyaev, A.R Bogomolov, P.T. Petrik // Materials of 18th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA 2008, Praha, Czech Republic, 24-28 August 2008. - Praha, 2008. - P. 1637-1638.
51.Shilyaev, M. I. Heat transfer at condensation of immobile vapor on tubes, placed a granular layer / M.I. Shilyaev, A.R Bogomolov, P.T. Petrik // Materials of 18th International Congress of Chemical and Process Engineering, 24-28 August 2008, Praha, Czech Republic, CHISA 2008. - CD-ROM of Full Texts. - Praha, 2008. - 15 p.