Динамика контакта пар-жидкость и пульсации давления при полной конденсации пара в трубе

• Автор: Алексеев, Максим Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 118 с. : ил.

1 Обзор литературы
1.1 Возникновение неустойчивости при конденсации пара в трубе
1.2 Гидроудар при конденсации пара
1.3 Возникновение неустойчивости на границе жидкости и пара
2 Экспериментальные установки и методика проведения экспериментов
2.1 Экспериментальная установка для изучения динамики межфазной границы
и пульсаций давления при полной конденсации пара в охлаждаемой трубе
2.2 Экспериментальная установка для изучения эволюции давления и
температуры при контакте пара и жидкости
2.3 Методики измерений и обработки результатов
3 Динамика межфазной границы и пульсации давления при полной
конденсации пара в охлаждаемой трубе
3.1 Схема постановки задачи и эксперимента
3.2 Изменение давления в жидкости и поведение границы пар-жидкость при
полной конденсации пара
3.3 Влияние ориентации трубы на развитие пульсации
3.4 Влияние вынужденного возмущения жидкости и пара на развитие пульсаций
давления
4 Эволюция давления и температуры в паре и жидкости при их внезапном контакте
4.1 Постановка задачи и схема проведения экспериментов
4.2 Эволюция давления и температуры в паре и жидкости
4.3 Особенности поведения давления в жидкости и границы контакта
4.4 Излучение мощного импульса давления при полной конденсации пара
Выводы
Литература

Приложение П5

Актуальность работы
Развитие различных видов неустойчивостей при соприкосновении пара с жидкостью, движении парожидкостных потоков и их возможного влияния на пульсации расхода, давления, температуры, изменения коэффициента теплообмена является до сих пор важным разделом теплофизики и энергетики. С научной точки зрения это связано с актуальностью развития теории устойчивости и динамики двухфазных систем, процесса конденсации пара в условиях существенной нестационарности его течения. Практическая ценность решения этой проблемы непосредственно вытекает из необходимости обеспечения устойчивого и безаварийного режима работы различного энергетического оборудования. При определенных значениях параметров конденсирующегося парожидкостного потока внутри трубы возникают автоколебательные явления, которые проявляются в существенном изменении объемного паросодержания вдоль участка конденсации и появлении в потоке пульсаций давления. Эти явления могут существенно влиять на теплообмен и препятствовать достижению больших значений массовых потоков и высоких коэффициентов теплообмена в конденсаторах пара. Наиболее сложной является проблема обеспечения беспульсационного режима отвода тепла конденсации. Источник возникновения таких пульсаций следует искать в поведении межфазной границы пар - жидкость. Анализ таких сопряженных ситуаций представляется достаточно сложным и невозможным при численном моделировании на компьютере, так как теплогидравлические коды программ не могут адекватно описать многогранность процессов происходящих на границе пар - жидкость. В этой связи особую актуальность приобретают экспериментальные исследования, направленные на решение взаимосвязанных задач о динамике контакта пар - жидкость и генерации пульсаций давления в жидкости и паре.
Целью диссертационной работы является систематическое экспериментальное исследование взаимосвязи поведения межфазной границы пар - жидкость и давления, температуры в жидкости и паре при конденсации пара в трубах, анализ экспериментальных данных и определение основных параметров, влияющих на появление пульсаций и импульсов давления в жидкости и паре.

Р1Ва р)
0,20-,
[без возмущений"]
[ без возмущений ]
5 УУ[Гц]
Р{Бар]
020-,
] Возмущение 1 Г ц~|
[возмущение 1 Гц~|
5 А^Гц]
Р1Бар]
020-,
| Возмущение 1.5 Гц~|
Возмущение 1.5 Гц~]
5 У^Гц]
I Возмущение 4 Гц ~[
5 УУ[Гц]
Рис. 3.16. Профиль пульсаций давления и его спектр при
вынужденном возмущении конденсата диаметр канала с!=8 мм, угол наклона а=21°
I Возмущение 4 Гц ~]
Р1Бар]