Сущность предлагаемой работы состоит в практическом приложении метода интенсификации теплоотдачи при кипении жидкости, основанном на организации процесса кипения на поверхностях теплообмена испарительной установки, снабженных системой плоскопараллельных капиллярных щелевых каналов проточного типа в присутствии поверхностноактивных веществ (ПАВ).
Для решения задач энергосбережения при эксплуатации теплотехнических установок, в состав которых входят пластинчатые теплообменники, необходимо снижать температурный напор между циркулирующими в них теплоносителями. В результате уменьшения разности температур греющего и нагреваемого теплоносителей повышается тепловая эффективность всей испарительной установки в целом. Эта цель может быть достигнута за счет конструктивных изменений зоны кипения и обеспечения оптимальных режимов теплообмена путем использования в зоне кипения капиллярных щелевых каналов и защиты от возникновения накипи и других отложений на рабочих поверхностях. Результаты работ по исследованию кипения в щелевых каналах [1, 9, 10] показали, что уменьшение толщины щелевого зазора в определенных пределах действительно приводит к существенному увеличению коэффициента теплоотдачи.
Особую актуальность такое решение приобретает при эксплуатации испарительных установок, служащих для получения очищенной воды для различных технологических нужд, в том числе и для обеспечения котельных установок промышленных предприятий.
Процесс эксплуатации испарительных установок требует периодической очистки поверхности теплообменных аппаратов от накипи и отложений, особенно со стороны кипящего теплоносителя. В противном случае существенно снижается интенсивность теплообмена.
Как показывают исследования различных авторов [1, 7, 8], влияние поверхностно-активных веществ на теплообмен при кипении может быть как положительным, так и отрицательным. Адсорбция ПАВ на поверхности пузыря приводит к появлению разных явлений и эффектов, находящихся в сложной взаимосвязи между собой. К ним относятся: изменение поверхностного натяжения, образование градиента поверхностного натяжения, создание дополнительного диффузионного сопротивления, образование межфазной турбулентности. Одним из результатов воздействия ПАВ является изменение скорости всплытия пузыря. Скорость всплытия оказывает непосредственное влияние на процесс парообразования, однако эта связь сложна и формулами до сих пор в достаточной мере не отражена [4].