Численное исследование гидродинамики и тепломассопереноса в пристенных и струйных газокапельных потоках

• Автор: Пахомов, Максим Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 345 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Список литературы к Введению
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЛАМИНАРНЫХ И ТУРБУЛЕНТНЫХ ГАЗОКАПЕЛЬНЫХ ТЕЧЕНИЙ ПРИ НАЛИЧИИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ЧАСТИЦ
1.1. Физическая модель задачи 19 (
1.2. Основные уравнения для ламинарного течения
1.3. Вычислительные процедуры для ламинарного потока
1.4. Тестирование расчетной модели для случая ламинарного парокапельного потока
1.5. Физическая модель турбулентного газокапельного потока
1.6. Основные уравнения математической модели для газовой фазы при турбулентном режиме течения в приближении пограничного слоя
1.7. Модели турбулентности
1.8. Система уравнений переноса дисперсной фазы
1.9. Граничные и входные условия
1.10. Вычислительные процедуры для турбулентного потока
1.11. Тестирование численной модели для турбулентных однофазных течений
1.12. Основные уравнения пузырьковых опускных течений
1.13. Постановка задачи и основные уравнения газовой фазы на основе уравнений Навье-Стокса
1.14. Метод численной реализации и тестирование модели
Список литературы к Главе 1
Рисунки к Главе 1

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА И ГИДРОДИНАМИКИ В ЛАМИНАРНЫХ ГАЗОКАПЕЛЬНЫХ ТЕЧЕНИЯХ
2.1. Обзор исследований тепломассообмена в ламинарных * 1 -двухфазных потоках при наличии испарения капель
2.2. Численное исследование тепломассообмена при ламинарном течении газокапельной системы в трубе
2.3. Сопоставление с экспериментальными данными для ламинарного трубного течения' 83,
2.4. Численное исследование теплообмена при ламинарном обтекании газо-парокапельным потоком плоской изотермической пластины
Выводы по Главе 2 . |
Список литературы к Главе 2
Рисунки к Главе 2
ГЛАВА 3. ТЕПЛОМАССООБМЕН И ГИДРОДИНАМИКА ПРИ ТЕЧЕНИИ ТУРБУЛЕНТНОГО ГАЗОКАПЕЛЬНОГО ПОТОКА В ТРУБЕ
3.1. Обзор исследований гидродинаимки и теиломассопереноса в двухфазных потоках с фазовыми переходами 105 |
3.2. Моделирование газодисперсного потока при отсутствии теплообмена между фазами
3.3. Численное моделирование' теплообмена в турбулентном газокапельном потоке в трубе и анализ результатов 119 ! 1
3.4. Влияние пузырьков на структуру течения и турбуленрность вертикального опускного газожидкостного потока 129 ! |
3.5. Результаты расчетов опускного газожидкостного течения, сопоставительного анализа и их обсуждение 135 • !
Выводы по Главе 3 145 |

Список литературы к Главе 3
Рисунки к Главе 3
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНЫХ ГАЗОКАПЕЛЬНЫХ ПРИСТЕННЫХ СТРУЙ
4.1. Эффективность одно- и двухфазных пристенных струй
4.2: Исследование газокапельной пристенной завесы над адиабатической поверхностью стенки трубы
4.3. Сопоставление с экспериментальными данными для пристенной газокапельной струи на адиабатической поверхности
4.4. Численное моделирование двухфазной завесы при наличии теплообмена со стенкой трубы
Выводы по Главе 3
Список литературы к Главе 4
Рисунки к Главе 4
ГЛАВА 5. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОКАПЕЛЬНЫХ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ
5.1. Современное состояние исследований двухфазных струй
5.2. Исследование теплопереноса в газодисперсной затопленной струе
5.3. Газокапельная струя при наличии фазовых переходов
5.4. Гидродинамика и тепломассоперенос в импактных газокапельных турбулентных струях
Выводы по Главе 5
Список литературы к Главе 5
Рисунки к Главе 5
ГЛАВА 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОКАПЕЛЬНОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА ПОСЛЕ ВНЕЗАПНОГО РАСШИРЕНИЯ ТРУБЫ ПРИ НАЛИЧИИ ФАЗОВЫХ ПРЕХОДОВ НА МЕЖФАЗНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
скорость диссипации:
; є = 2/и!р д{^[к^!дг

- скорость диссипации в
пристенной зоне доу+ < 15; приу+ > 15 параметр ё=0.
Константы и демпфирующие функции взяты из работы [13]: С„=0.09;ок =1.4-1.1ехр[-(0.1Л)]; Се,=1.44; Се2= 1.92; /,=/2=1;

ас = 1.3-ехр[-(0.1уА)]; /р =1 -exp(-0.01jA - 0.008уА); n = —
П п =-ЕА-{г-—1.
2 дг у е дг ) ’ £ г дг к дг )
Третье слагаемое в правой части уравнения для диссипации энергии турбулентности учитывает растяжение турбулентных вихрей для случая внутреннего течения [14].
1.7.3. Определение величины пульсаций газовой фазы. При проведении сопоставительного анализа с экспериментальными данными по компонентам пульсаций скорости газовой фазы и капель в расчетных исследованиях необходимо было определить эти величины. При этом полагалось, что частицы относительно крупные, т.е. динамическое время релаксации частиц т больше, чем эйлеров интегральный временной масштаб турбулентности IIе. Интегральный временной масштаб турбулентности О.'1, необходимый для определения поперечной составляющей пульсаций газовой фазы, задается формулой, приведенной в работе [11]
ПЕ+=ПЕиї/у = фі+12+, (1.16)
переходящей при у+—>0 в соотношение Qf=/0+«10 (в области вязкого подслоя значение временного интегрального масштаба турбулентности принимается постоянным), в ядре турбулентного потока - в соотношение Qf =l+=lUJv, где /+ — относительная длина пути смешения, где / — длина пути смешения, определяемая по формуле Прандтля-Никурадзе [17,18]
l = R
0A4-0M(r/R)2 +0.06(r/R)