Ushbu tadqiqot devorga beriladigan issiqlik oqimi juda tez oshganda turbulent suv oqimi qaynash boshlanishidan oldin qanday javob berishini ko‘rib chiqadi. Asosiy e’tibor Onset of Nucleate Boiling (ONB) dan oldingi bir fazali suyuq rejimga qaratilgan. Bu bosqichda suv hanuz suyuq holatda bo‘ladi, ammo devor yaqinidagi harorat maydoni, turbulent tuzilmalar va issiqlik uzatish mexanizmlari tez o‘zgaradi.

Asosiy muammo

Bunday jarayon ayniqsa yadro reaktorlari, yuqori quvvatli elektron sovutish tizimlari va katta issiqlik yukiga ega kanalli oqimlar uchun muhim. Masala shunchaki “harorat oshadimi?” degan savol emas. Asl savol – suyuqlik devordan kelayotgan issiqlikni yetarli tezlikda olib chiqib ketadimi yoki qaynash rejimi kutilmaganda boshlanib ketadimi?

Yondashuv

Mualliflar jarayonni Large-Eddy Simulation (LES) yordamida modellashtirgan. Simulyatsiyada suvning yopishqoqligi va issiqlik o‘tkazuvchanligi haroratga bog‘liq ekani hisobga olingan. Bu muhim, chunki devor yaqinidagi suv qizigan sari uning xossalari o‘zgaradi va oqimning o‘ziga ham qayta ta’sir ko‘rsatadi.

Natijalar

Eng muhim natija shuki, tez qizdirish va sekin qizdirish bir xil emas. Tez o‘tishda devor yaqinidagi qatlam kuchliroq qiziydi, Stanton soni taxminan %30 oshadi va termal kirish hududi qisqaradi. Sekin qizdirishda esa ortiqcha qizigan suyuqlik oqim bo‘ylab chiziqsimon tasma shaklida saqlanadi. Tez qizdirishda devor yaqinida deyarli bir jinsli o‘ta qizigan suyuq qatlam yuzaga keladi.

Tadqiqot yana shuni ko‘rsatadiki, qizdirish jarayonida devor yaqinidagi turbulent tuzilmalar qayta tashkil topadi. Oqim tezligi oshadi, spanwise vortiklik kuchayadi va issiqlik uzatish devorga yaqinroq jamlanadi. Demak, qaynashdan oldingi bosqich shunchaki haroratning ortishi emas, balki oqimning o‘zining ham qayta tuzilishidir.

Nega bu muhim?

Maqolaning asosiy xulosasi – qaynash boshlanishidan oldingi bir fazali rejim juda muhim. Agar muhandis faqat o‘rtacha devor haroratiga qarasa, u xavfli lokal o‘zgarishlarni ko‘rmay qolishi mumkin. Qaynash boshlanishini to‘g‘ri tushunish uchun devor yaqinidagi uch o‘lchovli turbulentlik, harorat maydoni va xossalarning o‘zgarishi birgalikda baholanishi kerak.

Verianla uchun asosiy xabar shuki: katta issiqlik oqimiga ega tizimlarda xavfsizlik va samaradorlik devor yaqinidagi mayda fizik hodisalarga bog‘liq. Shu sababli bunday tez o‘tishlarni tushuntiradigan modellar kelajakdagi sovutish va xavfsizlik loyihalari uchun alohida ahamiyatga ega.