alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2024.09.032-052alternative-2478Research ArticleI. ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА 1. Солнечная энергетикаI. RENEWABLE ENERGY 1. Solar EnergyИсследование теплоотдачи при движении предельных углеводородов (н-гептан) в трубе при сверхкритических давленияхStudy of heat transfer during the movement of saturated hydrocarbons (n-heptane) in a pipe at supercritical pressuresМамедовШ. Г.MamedovSh. H.

Мамедов Шикар Гаджи оглы, доцент кафедры «Электротехника и энергетика»

AZ 5008, г. Сумгаит, 43-й округ

Mamedov Shikar Haji oqli, associate professor of the Department of Electrical Engineering and Power Engineering

AZ 5008, Sumgait, 43rd district

sm3439011@gmail.comНасировШ. Н.NasirovSh. N.

Насиров Шукур Нариман оглы, канд. тех. наук, доц., зав. кафедрой «Технология производства энергии»

Аз 1010, г. Баку, пр. Азадлыг, 16/21

Nasirov Shukur Nariman oqli, Assoc. Prof., Head of the Department of Energy Production Technology

Az 1010, Baku, Azadlig Ave., 16/21

sh.nasirov62@inbox.ruРзаевМ. А.RzayevM. A.

Рзаев Магаммед Аждар оглы, канд. тех. наук, доц. кафедры «Судовые энергетические установки»

Аз 1000, г. Баку, ул. Зарифа Алиева, 18

Rzayev Mahammad Ajdar oqli,  Associate Professor, Department of Marine Power Plants 

Az 1000, Baku, st. Zarifa Aliyeva, 18

maqammedrzayev@yandex.ruНейметовС. Р.NeymetovS. R.

Нейметов Санан Ровшан оглы, докторант, лаборант кафедры «Технология производстваэнергии» 

Аз 1010, г. Баку, пр. Азадлыг, 16/21

Neymetov Sanan Rovshan oqli, doctoral student, laboratory assistant of the Department of Energy Production Technology

Az 1010, Baku, Azadlig Ave., 16/21

nemetovsenan89@gmail.comВердиевН. М.VerdiyevN. M.

Вердиев Ниджат Музакир оглы,  докторант, ОАО «АзерЭнерго» Северная ЕС, машинист

Аз 1010, г. Баку, пр. Азадлыг, 16/21

Verdiyev Nijat Muzakir oqli, PhD student, AzerEnergo OJSCNorthern EU, machinist

Az 1010, Baku, Azadlig Ave., 16/21

 

nicat.verdiyev.2020@gmail.comСумгаитский Государственный УниверситетАзербайджанSumgait State UniversityAzerbaijanАзербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности Республика АзербайджанАзербайджанAzerbaijan State Oil and Industry University (ASOIU)AzerbaijanАзербайджанская Государственная Морская АкадемияАзербайджанAzerbaijan State Marine AcademyAzerbaijan202418102024093252Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20242024Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2478

В статье представлены результаты исследований характера изменения графика зависимости температуры стенки от плотности теплового потока, по которому установлено, что независимо от положения трубы и направления течения жидкости при сверхкритических давлениях и tc ≈ tm, наступает режим с улучшенной теплоотдачей. Наступление улучшенного теплообмена при достижении температурой внутренней поверхности стенки псевдокритической температуры исследуемой жидкости (н-гептана), несомненно, свидетельствует о влиянии изменения теплофизических параметров на процесс теплоотдачи. В указанных условиях все теплофизические свойства, резко изменяясь получают свои экстремальные значения. Причем, с удалением от критического давления, как показывают результаты исследований теплофизических свойств, в области псевдокритической температуры темп изменения физических параметров заметно ослабляется, что должно оказать определенное влияние на теплообмен.

The article presents the results of studies of the nature of changes in the graph of the wall temperature dependence on the heat flux density, which established that regardless of the position of the pipe and the direction of fluid flow at supercritical pressures and tc ≈ tm, a mode with improved heat transfer occurs. The onset of improved heat exchange when the temperature of the inner wall surface reaches the pseudocritical temperature of the studied liquid (n-heptane) undoubtedly indicates the influence of changes in thermophysical parameters on the heat transfer process. Under these conditions, all thermophysical properties, changing sharply, obtain their extreme values. Moreover, with distance from the critical pressure, as shown by the results of studies of thermophysical properties, and in the pseudocritical temperature region, the rate of change of physical parameters noticeably weakens, which should have a certain effect on heat transfer.

теплообменсверхкритическое давлениеплотность теплового потокаулучшенный режим теплоотдачипсевдокритическая температуратурбулентный режимконвективная теплоотдачаheat exchangesupercritical pressureheat flux densityimproved heat transfer modepseudocritical temperatureturbulent modeconvective heat transferReferencesИсаев Г. И., Экспериментальное исследование теплоотдачи при течении жидкости (толуола и бензола) в трубе при сверхкритическом давлении, канд. дисс., Бaку, 1975.Исаев Г. И., Экспериментальное исследование теплоотдачи при течении жидкости (толуола и бензола) в трубе при сверхкритическом давлении, канд. дисс., Бaку, 1975.. Исаев Г. И. Исследование теплоотдачи при вынужденном движении н-гептана и сверхкритическом давлении. «Промышленная теплотехника», 1981, Исаев Г. И. – Т. 3, № 4, с. 33-37.. Исаев Г. И. Исследование теплоотдачи при вынужденном движении н-гептана и сверхкритическом давлении. «Промышленная теплотехника», 1981, Исаев Г. И. – Т. 3, № 4, с. 33-37.. Каплан Ш. Г. Об одной возможной модели процесса переноса в околокритической области состояния жидкости. ИФЖ, 1974, № 3.. Каплан Ш. Г. Об одной возможной модели процесса переноса в околокритической области состояния жидкости. ИФЖ, 1974, № 3.. Mamedov Sh. G.and etc. Recovery of Highpotential heat in the steel industry for the production of hydrogen and carbon on hydrocarbon cracking plants of the petrochemical industry // Alternative Energy and Ecology (ISJAEE), 2000-2023.. Mamedov Sh. G.and etc. Recovery of Highpotential heat in the steel industry for the production of hydrogen and carbon on hydrocarbon cracking plants of the petrochemical industry // Alternative Energy and Ecology (ISJAEE), 2000-2023.. Mamedov Sh. G. and etc. Production of hydrogen and carbon in the petrochemical industry by cracking of hydrocarbons in the process of heat utilization in steel production // International Journal of Hydrogen Energy, Volume 48, Issue 40, 8 May 2023, Pages 14954-14963.. Mamedov Sh. G. and etc. Production of hydrogen and carbon in the petrochemical industry by cracking of hydrocarbons in the process of heat utilization in steel production // International Journal of Hydrogen Energy, Volume 48, Issue 40, 8 May 2023, Pages 14954-14963.. Mamedov Sh. G. and etc. Study of the heat transfer of hydrogen and marginal hydrocarbons at supercritikal pressures // International Journal of Hydrogen Energy, 2023.. Mamedov Sh. G. and etc. Study of the heat transfer of hydrogen and marginal hydrocarbons at supercritikal pressures // International Journal of Hydrogen Energy, 2023.. Мамедов Ш. Г. и др. Изменение температуры стенки горизонтальных и наклонных труб в зависимости от плотности теплового потока при турбулентном течении н-гептана и сверхкритических давлениях. Научный журнал изд. «Проблемы науки». – № 5 (28) 2018, с. 23-27.. Мамедов Ш. Г. и др. Изменение температуры стенки горизонтальных и наклонных труб в зависимости от плотности теплового потока при турбулентном течении н-гептана и сверхкритических давлениях. Научный журнал изд. «Проблемы науки». – № 5 (28) 2018, с. 23-27.. Исаев Г. И. Теплоотдача органических теплоносителей при сверхкритических давлениях. Дисс. док. техн. наук. Ашхабад, 1991.. Исаев Г. И. Теплоотдача органических теплоносителей при сверхкритических давлениях. Дисс. док. техн. наук. Ашхабад, 1991.. Surtaev A. S., Pavlenko A. N., Kalita V. I., Kuznetsov D. V., Komlev D. I., Radyuk A. A., Ivannikov A. Y. The Influence of Three-Dimensional CapillaryPorous Coatings on Heat Transfer at Liquid Boiling // Tech. Phys. Lett. 42, № 4, 391 (2016).. Surtaev A. S., Pavlenko A. N., Kalita V. I., Kuznetsov D. V., Komlev D. I., Radyuk A. A., Ivannikov A. Y. The Influence of Three-Dimensional CapillaryPorous Coatings on Heat Transfer at Liquid Boiling // Tech. Phys. Lett. 42, № 4, 391 (2016).. He H., Yamada M., Hidaka S., Kohno M., Takahashi K., Takata Y. Enhanced Boiling Surface with Hydrophobic Circle Spots Evaporator of Looped Thermosiphon // Proc. 13th Int. Conf. on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. July. 365 (2017).. He H., Yamada M., Hidaka S., Kohno M., Takahashi K., Takata Y. Enhanced Boiling Surface with Hydrophobic Circle Spots Evaporator of Looped Thermosiphon // Proc. 13th Int. Conf. on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. July. 365 (2017).. Surtaev A. S., Serdyukov V. S., Safonov A. I. Enhancement of Boiling Heat Transfer on Hydrophobic Fluoropolymer Coatings // Interfacial Phenomena and Heat Transfer. 6, № 3, 269 (2018).. Surtaev A. S., Serdyukov V. S., Safonov A. I. Enhancement of Boiling Heat Transfer on Hydrophobic Fluoropolymer Coatings // Interfacial Phenomena and Heat Transfer. 6, № 3, 269 (2018).. Betz A. R., Jenkins J., Kim C. -J., Attinger D. Boiling Heat Transfer on Superhydrophilic, Superhydrophobic and Superbiphilic Surfaces // Int. J. Heat Mass Transfer. 57, № 2, 733 (2013).. Betz A. R., Jenkins J., Kim C. -J., Attinger D. Boiling Heat Transfer on Superhydrophilic, Superhydrophobic and Superbiphilic Surfaces // Int. J. Heat Mass Transfer. 57, № 2, 733 (2013).. Motezakker A. R., Sadaghiani A. K., Çelik S., Larsen T., Villanueva L. G., Koşar A. Optimum Ratio of Hydrophobic to Hydrophilic Areas of Biphilic Surfaces in Thermal Fluid Systems Involving Boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 135, 164 (2019).. Motezakker A. R., Sadaghiani A. K., Çelik S., Larsen T., Villanueva L. G., Koşar A. Optimum Ratio of Hydrophobic to Hydrophilic Areas of Biphilic Surfaces in Thermal Fluid Systems Involving Boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 135, 164 (2019).. Оптимизация теплообменных процессов и систем / В. В. Каффаров, В. П. Мешалкин, Л. В.Гурьева. – М. Энергоатомиздат, 192 (1988).. Оптимизация теплообменных процессов и систем / В. В. Каффаров, В. П. Мешалкин, Л. В.Гурьева. – М. Энергоатомиздат, 192 (1988).. Manglik R. M., Bergles A. E. Swirl Flow Heat Transfer and Pressure Drop with Twisted-Tape Inserts // Advances Heat Transfer. 36, 183-266 (2002). Manglik R. M., Bergles A. E. Swirl Flow Heat Transfer and Pressure Drop with Twisted-Tape Inserts // Advances Heat Transfer. 36, 183-266 (2002). 16. Келбалиев Р. Ф. Теплоотдача при кипении жидкости в области давлений, близких к критическому // Теплоэнергетика. – № 3, 39-42 (2002).. 16. Келбалиев Р. Ф. Теплоотдача при кипении жидкости в области давлений, близких к критическому // Теплоэнергетика. – № 3, 39-42 (2002).. Рзаев М. А. Теплоотдача в парогенерирующих трубах при сверхкритических давлениях ароматических углеводородов. Дисс. канд. техн. наук. – Баку. 167 (1992).. Рзаев М. А. Теплоотдача в парогенерирующих трубах при сверхкритических давлениях ароматических углеводородов. Дисс. канд. техн. наук. – Баку. 167 (1992).. Рзаев M. A., Келбалиев Р. Ф., Байрамов Н. М. и др. Методы определения ухудшения теплообмена при турбулентном течении и сверхкритических давлениях жидкости / Труды XIV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева, Рыбинск: Россия. – Т. 1, 109-112 (2003).. Рзаев M. A., Келбалиев Р. Ф., Байрамов Н. М. и др. Методы определения ухудшения теплообмена при турбулентном течении и сверхкритических давлениях жидкости / Труды XIV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева, Рыбинск: Россия. – Т. 1, 109-112 (2003).. Келбалиев Р. Ф. Теплоотдача при кипении жидкости в области давлений, близких к критическому // Теплоэнергетика. – 2002. – № 3. – С. 39.. Келбалиев Р. Ф. Теплоотдача при кипении жидкости в области давлений, близких к критическому // Теплоэнергетика. – 2002. – № 3. – С. 39.. Келбалиев Р. Ф., Искендеров М. З. Исследование некоторых особенностей кризиса теплоотдачи при кипении недогретых углеводородов в области давлений, близких к критическому // Теплофизика высоких температур, 2005. – Т. 43. – № 3. – С. 45.. Келбалиев Р. Ф., Искендеров М. З. Исследование некоторых особенностей кризиса теплоотдачи при кипении недогретых углеводородов в области давлений, близких к критическому // Теплофизика высоких температур, 2005. – Т. 43. – № 3. – С. 45.. Келбалиев Р. Ф. Температурный режим парогенерирующих труб при околокритических давлениях вещества.: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. – Баку, 1998. – 24 с.. Келбалиев Р. Ф. Температурный режим парогенерирующих труб при околокритических давлениях вещества.: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. – Баку, 1998. – 24 с.. Келбалиев Р. Ф. Ухудшение теплообмена при сверхкритических давлениях вещества // ИФЖ. – 2001. – Т. 74. – № 2. – С. 115-118.. Келбалиев Р. Ф. Ухудшение теплообмена при сверхкритических давлениях вещества // ИФЖ. – 2001. – Т. 74. – № 2. – С. 115-118.. Шицман М. Е. Особенности температурного режима в трубах при сверхкритических давлениях // Теплоэнергетика. – 1968. – № 5. – С. 57-61.. Шицман М. Е. Особенности температурного режима в трубах при сверхкритических давлениях // Теплоэнергетика. – 1968. – № 5. – С. 57-61.. Петухов Б. С., Генин Л. Г., Ковалев С. А. Теплообмен в ядерных энергетических установках. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – С. 470.. Петухов Б. С., Генин Л. Г., Ковалев С. А. Теплообмен в ядерных энергетических установках. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – С. 470.. Курганов В. А. Теплообмен и сопротивление в трубах при сверхкритических давлениях теплоносителя // Теплоэнергетика. – 1998. – № 3. – С. 2-10; № 4. – С. 35-44.. Курганов В. А. Теплообмен и сопротивление в трубах при сверхкритических давлениях теплоносителя // Теплоэнергетика. – 1998. – № 3. – С. 2-10; № 4. – С. 35-44.. Келбалиев Р. Ф. Исследование улучшенного режима теплоотдачи при сверхкритических давлениях жидкости // Проблемы энергетики. – 2001. – № 2. – С. 61-66.. Келбалиев Р. Ф. Исследование улучшенного режима теплоотдачи при сверхкритических давлениях жидкости // Проблемы энергетики. – 2001. – № 2. – С. 61-66.. Ковалев С. Л., Леонтьев А. И. Достижения российских ученых в области исследования теплообмена при кипении // ТВТ. 1999. – Т. 37. – № 6. – С. 989.. Ковалев С. Л., Леонтьев А. И. Достижения российских ученых в области исследования теплообмена при кипении // ТВТ. 1999. – Т. 37. – № 6. – С. 989.. Бобков В. П., Виноградов В. Н., Гренфельд Д. и др. Скелетная таблица версии 1995 г. для расчета критического теплового потока в трубах // Теплоэнергетика. – 1997. – № 10. – С. 43.. Бобков В. П., Виноградов В. Н., Гренфельд Д. и др. Скелетная таблица версии 1995 г. для расчета критического теплового потока в трубах // Теплоэнергетика. – 1997. – № 10. – С. 43.. Дорощук В. Е. Кризисы теплообмена при кипении воды в трубах. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 120 с.. Дорощук В. Е. Кризисы теплообмена при кипении воды в трубах. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 120 с.. Тонг Л. Кризис кипения и критический тепловой поток. – М.: Атомиздат, 1976. – 99 с.. Тонг Л. Кризис кипения и критический тепловой поток. – М.: Атомиздат, 1976. – 99 с.. Петухов Б. С., Бенин Л. К., Ковалев С. А. Теплообмен в ядерных энергетических установках. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 312 с.. Петухов Б. С., Бенин Л. К., Ковалев С. А. Теплообмен в ядерных энергетических установках. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 312 с.. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. – 456 с.. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. – 456 с.. Кириллов П. Л. Расчет критических тепловых нагрузок при кипении в трубах воды, недогретой до температуры насыщения (равномерное распределение тепловой нагрузки). В кн.: Кризис теплообмена при кипении в каналах. – Обнинск: ФЭН, 1974. – С. 15.. Кириллов П. Л. Расчет критических тепловых нагрузок при кипении в трубах воды, недогретой до температуры насыщения (равномерное распределение тепловой нагрузки). В кн.: Кризис теплообмена при кипении в каналах. – Обнинск: ФЭН, 1974. – С. 15.. Келбалиев Р. Ф. Теплоотдача при кипении жидкости в области давлений, близких к критическому // Теплоэнергетика. – 2002. – № 3. – С. 39.. Келбалиев Р. Ф. Теплоотдача при кипении жидкости в области давлений, близких к критическому // Теплоэнергетика. – 2002. – № 3. – С. 39.. 35. Кутепов A. M., Стерман Л. С., Стюшин Н. Г. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании. – М.: Высш. школа, 1986. – 448 с.. 35. Кутепов A. M., Стерман Л. С., Стюшин Н. Г. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании. – М.: Высш. школа, 1986. – 448 с.. Лабунцов Д. А., Ягов В. В. Механика двухфазных систем. – М.: Изд-во МЭИ, 2000. – 374 с.. Лабунцов Д. А., Ягов В. В. Механика двухфазных систем. – М.: Изд-во МЭИ, 2000. – 374 с.. 37. Дедов А. В., Варавва А. Н., Комов А. Т., Ягов В. В. Особенности теплообмена в недогретом закрученном потоке // Тр. III Рос. нац. конф. по теплообмену. – Т. 4. – М.: Изд-во МЭИ, 2002. – С. 76.. 37. Дедов А. В., Варавва А. Н., Комов А. Т., Ягов В. В. Особенности теплообмена в недогретом закрученном потоке // Тр. III Рос. нац. конф. по теплообмену. – Т. 4. – М.: Изд-во МЭИ, 2002. – С. 76.. Глазков В. В., Жилин В. Т., Зейгарник Ю. А. Экспериментальное исследование смены режимов кипения на сильно перегретой полусфере, погруженной в недогретую жидкость // Тр. III Рос. нац. конф. по теплообмену. – М.: Изд-во МЭИ, 2002. – Т. 4. – С. 72.. Глазков В. В., Жилин В. Т., Зейгарник Ю. А. Экспериментальное исследование смены режимов кипения на сильно перегретой полусфере, погруженной в недогретую жидкость // Тр. III Рос. нац. конф. по теплообмену. – М.: Изд-во МЭИ, 2002. – Т. 4. – С. 72.. Глазков В. В., Жилин В. Т., Зейгарник Ю. А. и др. Взрывной режим развития неустойчивости, приводящий к разрушению паровой пленки на твердой нагретой полусферической поверхности // Докл. РАН. – 2001. – Т. 376. – № 3. – С. 328.. Глазков В. В., Жилин В. Т., Зейгарник Ю. А. и др. Взрывной режим развития неустойчивости, приводящий к разрушению паровой пленки на твердой нагретой полусферической поверхности // Докл. РАН. – 2001. – Т. 376. – № 3. – С. 328.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.