Пульсационные течения в паровом канале коротких низкотемпературных тепловых труб

При большой скорости поступления тепла в тонкий испаритель, превышении его средней температуры над температурой кипения рабочей жидкости и развитом пузырьковом кипении и парообразовании, гидродинамический поток пара в конфузорной части сопла  не успевает отводить выделяемую при кипении в испарителе тепловую мощность. При этом вместе с паром вылетают и микрокапли, поток становится двухфазным. Плотность пара возрастает, давление возрастает, и температура кипения рабочей жидкости увеличивается таким образом, что становится выше средней температуры испарителя. В результате повышения давления кипение в испарителе прекращается (замедляется), и волна избыточного давления распространяется по паровому каналу до области конденсации ТТ, где пар становится пересыщенным и конденсируется. Процесс конденсации происходит не мгновенно, и при замедленной (прекращенной) работе испарителя продолжается до тех пор, пока давление не снизится до давления насыщения пара при температуре конденсаци, после чего конденсация прекращается. Медленный процесс понижения давления насыщенного пара за счет конденсации распространяется по паровому каналу ТТ обратно в испаритель, и процесс кипения в нем возобновляется. Пульсации давления в паровом канале ТТ являются следствием кипения и интенсивного паровыделения в испарителе,  немгновенного массопереноса по паровому каналу в область конденсации ТТ, и медленного процесса конденсации, обуславливающего понижение

давления пара сначала в области конденсации, а затем и в испарителе ТТ. После чего следующий пульсационный цикл испарения пара возобновляется.

Тепловую мощность, поступающую в плоский сеточный испаритель короткой ТТ, при температуре испарителя, превышающей температуру кипения T_B(p)  рабочей жидкости, определяют из уравнения:

Влажный пар считают состоящим из двух подсистем: из системы микрокапель и системы сухого пара. Скорость испарения массы влажного парокапельного потока определяют стандартным образом

С целью упрощения построения аналитической модели, реальный парокапельный поток над испарителем, с микрокаплями, размеры которых заданы сложной функцией распределения с двумя максимумами [4], представляют в виде монодисперсной системы сферических микрокапель, со средним арифметическим радиусом микрокапель r_a , часто применяемом при анализе двухфазных парокапельных течений:

С учетом принятого допущения о сферичности микрокапель, записывают выражение для истинной степени влажности парокапельного потока:

Взаимосвязь между расходной и истинной массовыми концентрациями микрокапель, или расходной и истинной степенями влажности,  определяют из соотношения:

Величина γ_G представляет собой отношение расхода конденсированной капельной фазы ко всему расходу двухфазной парокапельной среды, и с учетом выражения (18) выглядит следующим образом:

Массовый расход микрокапель с поверхности испарителя считают пропорциональным скорости испарения и массовой скорости потока пара: