Гидродинамическое звукообразование при насыщенном кипении

• Автор: Поддубная, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список условных обозначений
Введение
1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ В ЦЕЛОМ
1.1. Модели роста пузырька пара в объеме перегретой жидкости
1.2. Рост пузырька пара на поверхности нагрева
1.3. Результаты исследования звуковых явлений при кипении методом натурного эксперимента
1.4. Влияние числа степеней свободы колебаний частиц жидкости на импульс давления, генерируемый пузырьком пара
1.5. Изучение акустики кипения методом математического моделирования процесса
1.6. Постановка задач и обоснование методов выполненного исследования
2. ДИНАМИКА РОСТА ПУЗЫРЬКА ПАРА ПРИ НАСЫЩЕННОМ КИПЕНИИ
2.1. Расчетные методики
2.2. Использованные при проведении расчетов экспериментальные данные
2.3. Теоретическое решение некоторых задач определения скорости роста пузырька пара при насыщенном кипении
2.4. Исследование динамики роста пузырька пара при насыщенном кипении методом разложения в ряд Фурье
2.5. Оценка точности использованных аппроксимаций методом наименьших квадратов
2.6. Модифицированные формулы закона роста пузырька пара при насыщенном кипении

3. ЗВУКОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ НАСЫЩЕННОМ
КИПЕНИИ
3.1. Гидродинамический механизм генерации звука при насыщенном кипении
3.2. Формулы-алгоритмы счета частотно-амплитудных и частотнофазовых спектров импульсов давления, возбуждаемых пузырьком пара при насыщенном кипении
3.3. Влияние физических констант жидкости и пара на генерируемые паровыми пузырьками звуковые импульсы
3.4. Влияние перегрева и плотности теплового потока на возбуждаемые пузырьками пара при кипении в различных условиях импульсы давления и частотные спектры импульсов
3.5. Связь тепловых параметров и акустических характеристик процесса насыщенного кипения
Основные результаты и выводы
Список работ, опубликованных автором
Список использованных источников

Список условных обозначений
А,В — коэффициент Фурье; постоянная
а — коэффициент температуропроводности, м2 /с
с, ср , су , — удельная теплоемкость, Дж/(кг . К)
с — скорость звука в жидкости, м/с; постоянная
/ — линейная частота, с
д — ускорение силы тяжести, м/с2
I — удельная теплота парообразования, Дж/кг;
/ — расстояние, м
п — показатель степени в законе роста парового
пузырька
р — переменное давление, Н/м2
Ар — перепад давления, Н/м2
0 — тепловой поток, Вт
д — плотность теплового потока, Вт/м2
К — радиус, м
Вкр , В0 — критический и отрывной радиус пузырька, м;
постоянная
В* — радиус акустически узкого канала, м
В — индивидуальная газовая постоянная, Дж/(кг . К)
г — координата точки, м
5* — площадь сечения акустически узкого канала, м2
Т — температура, К
То — начальная температура, К
Т5 — температура насыщения, К
АТ — перегрев (температурный напор); температурный
перепад, К АТ0 — начальный перегрев, К
1 — время, с
Трехмерный случай проанализирован в работах /5-7, 9, 95, 101, 107, 110, 111/. Излучение звука пузырьком пара происходит в условиях "свободного поля", скорость движения межфазной границы пузырька много меньше скорости звука, вязкость жидкости не учитывается. Звуковое давление определяется на расстоянии / от пузырька в пределах неволновой зоны Я« / «X. При выполнении этих условий жидкость можно считать несжимаемой /107, 112/. В этом случае интегрирование соотношения (1.1.4) в пределах от расстояния / до бесконечности приводит к следующему результату:
(при / = Я последняя формула переходит в уравнение Рэлея (1.1.1)). При выполнении условия Я « I имеем
При решении задачи сжатия сферического пузыря в жидкости и задачи расширения сферической полости вызванного давлением заключенного внутри нее газа, Дамб предлагает использовать формулу /2/:
которая получается при интегрировании (1.1.4) в пределах от /= / до /=оо и является справедливой при £>Я (при £=Я (1.4.10) переходит в (1.1.1)).
Формула (1.4.10) для расчета импульса давления, возбуждаемого пузырьком пара при кипении, по-видимому, впервые была применена авторами работы /5/. При этом они полагали,
2ЯЯ2 + Я2Я - (1/2)ЯЯ2(Я//)3У/= [р(7) - р(оо)]/р', (1.4.7)
р3(0 = р(4 - pH = Р'(2ДД2 + Д2Д)/Л <1А8)
(Ря - р»)/р' = (я2Д + 2ЯЯ2)//- Я4Я2/2 /, (1.4.10)