Самоподдерживающиеся ударные волны в неравновесно кипящей жидкости

• Автор: Ивашнев, Олег Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 249 с. : ил.

Содержание

Список обозначений
Введение
0.1. Объект исследований. Результаты визуализации
скоростных течений кипящей жидкости
0.2. Актуальность темы
0.2.1. Объемное вскипание
0.2.2. Феномен ’’медленных волн кипения”
0.3. Цель работы
0.4. Идея, положенная в основу работы
0.5. Задачи, решаемые в работе
0.6. Научная новизна работы
0.7. Достоверность результатов
0.8. Научная и практическая ценность работы
0.9. Положения, выносимые на защиту
0.10. Публикации и апробация диссертации
0.11. Личное участие автора
0.12. Краткая характеристика представленного в работе
материала
1. Течения вскипающей жидкости в рамках известных
моделей
1.1. Равновесная модель кипящей жидкости
1.2. Аппроксимационные зависимости для теплофизических
свойств воды и водяного пара
1.3. Разгерметизация сосуда в рамках равновесной модели
1.4. Течения в соплах Лаваля в рамках равновесной модели
1.4.1. Уравнения равновесной модели для каналов переменной
площади поперечного сечения

1.4.2. Расчетные и нерасчетные режимы течения равновесной смеси
1.4.3. Критические сопловые потоки 2-го типа
1.5. Неравновесная по температурам модель кипения
на постоянном числе пузырьков
1.6. Разгерметизация сосуда в рамках неравновесной модели
1.7. Течения в соплах Лаваля в рамках неравновесной модели
1.8. Модели кипящей жидкости, объясняющие волны кипения
1.9. Результаты главы I
2. Ударные волны разрежения в неравновесно кипящей
жидкости
2.1. Гипотеза о втором механизме формирования межфазной
поверхности
2.2. Модель, учитывающая возможность дробления пузырьков
при их проскальзывании
2.2.1. Предположения и уравнения модели
2.2.2. Схема дробления
2.2.3. Расчет проскальзывания фаз
2.3. Выбор свободных параметров модели
2.4. Моделирование разгерметизации сосуда
2.4.1. Стадия быстрых волн
2.4.2. Стадия медленной волны разрежения
2.5. Структура и механизм медленной волны
2.6. Медленная волна как поверхность разрыва. Энергетическая
картина волны
2.7. Расчеты сопловых течений
2.8. Причина автоколебаний
2.9. Механизм автоколебаний
2.10. Конструирование сопла, исключающего автоколебания
2.11. Результаты главы II

3. Ударные волны сжатия в неравновесно
кипящей жидкости
3.1. Кипение в скоростных и медленных потоках.
Гипотеза о дроблении микронных пузырьков
3.1.1. Ранняя стадия кипения в скоростных потоках
3.1.2. Вскипание в неподвижных жидкостях
3.1.3. Гипотеза о природе центров кипения в скоростных
потоках
3.2. Механизм разрушения пузырьков за счет радиальных
ускорений
3.3. Неустойчивость, вызванная радиальными ускорениями,
в эксперименте
3.4. Модель, учитывающая дробление за счет радиальных
ускорений
3.4.1. Уравнения модели
3.4.2. Схема дробления
3.4.3. Расчет радиальных ускорений
3.5. Разгерметизация удлиненного сосуда
3.6. Стационарная структура волны нуклеации
3.7. Феномен квазиустойчивого состояния неравновесной смеси
3.8. Разгерметизация 4-х метрового сосуда
3.8.1. Влияние начального числа центров кипения
3.8.2. Влияние критической величины числа Бонда
3.8.3. Отражение волн от закрытого конца сосуда
3.8.4. Основная стадия истечения
3.9. Сопловые течения
3.10. Результаты главы III

щенного пара может считаться постоянной
%д = 2.8 106ж2/с2 (1.2.8)
На фиг. 1.2.1,6показана зависимость температуры на линии насьпцения от давления, взятая из таблиц теплофизических свойств воды и ее аппроксимация

3 24.025 -In(Р) 1 J
Погрешность аппроксимации (1.2.9) меньше 0.1%.
Выражения для функций
(1-2ло)
получаются дифференцированием (1.2.9) по давлению. Индекс ”s” (saturation) означает, что производная берется вдоль линии насыщения.
1.3. Разгерметизация сосуда в рамках равновесной модели
Адиабатическое движение равновесной смеси описывается законами сохранения массы, импульса и энтропии
др д(ри) dt дх
д (ри) д (ри2 + Р) dt дх dS
-г- = ° dt

{й' + рхя-эдГ1,
р = (1 - а)р1 +ард, 5 = (1 -%)5н
где р, в - ПЛОТНОСТЬ И энтропия двухфазной смеси, Р1, рд - плотности жидкости и пара, 5;, Яд - энтропии фаз, а, % - объемное и массовое содержания пара в смеси, <р(Р) - определяется по первому из соотношений (1.2.10).
(1.3.1)
0 (1.3.2)
(1.3.3)
Р > Ps(T) (1.3.4)
р < Р,(Т) (1.3.5)