Импульсный метод исследования теплопереноса в сверхкритичеких флюидах в режиме управления мощностью нагревателя

С.Б. Рютин*, П.В. Скрипов
(ФГБУН Институт теплофизики УрО РАН)

На основе метода управляемого импульсного нагрева проволочного зонда – термометра сопротивления предложена методика сопоставления интенсивности теплообмена в сверхкритических флюидах в режиме постоянной мощности нагрева. Характерные параметры методики: диапазон длительности греющего импульса составляет 1-10 мс; плотность теплового потока через поверхность зонда достигает 1–20 МВт/м²; повторяемость выбранного значения мощности составляет ≤ 0,05%. Область изменения температуры в импульсе составляла (0,6-1,6)Т_с, где индекс «с» относится к критической точке вещества. Давление, которое служило параметром опыта, изменялось от 1р_с до 4-6р_с. Метод позволяет практически полностью исключить влияние двух главных факторов, затрудняющих интерпретацию получаемых результатов – конвекции и гравитации.

Обнаружено пороговое снижение интенсивности теплообмена в сверхкритических флюидах по отношению к интенсивности теплообмена при докритической температуре вещества. Установлено подобие наблюдаемых в опыте картин теплопереноса для разных веществ и область приведенного давления, в которой наблюдается обнаруженный эффект (1÷3 p/ р_с).

Представленные результаты обсуждены в отношении известных представлений о свойствах сверхкритических флюидов и особенностей применяемых для их изучения экспериментальных методов.