К теории объемного вскипания жидкости при снижении давления

• Автор: Ялаев, Андрей Витальевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Введение
Содержание

Глава 1. Обзор литературы
1.1. Публикации, посвященные исследованиям объемного вскипания кипящей и газонасыщенной жидкости из каналов и емкостей
1.2. Основные уравнения для газонасыщенной системы
1.3. Некоторые равновесные модели газожидкостных и парожидкостных систем
1.4. Выводы по главе
Глава 2. Объемное вскипание жидкости с заходом в метастабильное состояние
2.1. Объемное вскипание перегретой жидкости
2.2. Уравнение состояния с учетом капиллярных сил. Изотермическое расширение
2.2.1. Адиабатическое расширение
2.3. Решения, описывающие неравновесное объемное вскипание_
2.3.1. Приближенные решения для течения в канале в стадии перехода от метастабильного состояния в двухфазное
2.4. Результаты численных расчетов
2.5. Сравнение численных решений с экспериментальными данными
2.6. Выводы по главе
Глава 3. Вскипание газонасыщенной жидкости при сбросе давления
3.1 Введение
3.2. Уравнение состояния газонасыщенной жидкости с учетом капиллярных сил при сбросе давления
3.3. Переход газонасыщенной жидкости из метастабильного состояния в равновесное двухфазное состояние
3.4. Анализ результатов для истечения вскипающей жидкости из емкости конечного объема
3.5. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬ ТА ТЫ РАБОТЫ
Литература

Введение
Актуальность темы.
Большинство технологических процессов в химической промышленности, в атомной и тепловой энергетике, в трубопроводном транспорте происходит при высоких температурах и давлении. Нарушение герметичности реакторов, каналов, емкостей приводит к течениям, сопровождающимся вскипанием (т.е. фазовыми переходами, и как следствие этого эффектами звукового запирания потоков).
Пузырьковая парожидкостная смесь всегда является перегретой по отношению к равновесной температуре, когда поверхность раздела между паром и жидкостью - плоская. За счет же действия капиллярных сил, давление в пузырьках выше давления жидкости. В частности, в воде при радиусах пузырьков порядка сотни нанометра, величина такого превышения давления может составлять десятки атмосфер. Как следствие этого, пузырьковая жидкость может оказаться неустойчивой средой. Оказывается, такая неустойчивость в ряде случаев может исчезнуть, если пузырьковые зародыши содержат некоторое количество газа, не растворяющегося в воде.
Для анализа возможных последствий аварий на атомных электростанциях, технологических установках, в трубопроводах с легкокипящими углеводородными системами очень важно знать, как изменяется давление в емкости, массовый расход кипящей жидкости в случае нарушения герметичности.
Поэтому для оценки последствий аварийной разгерметизации емкостей и каналов, заполненных высокотемпературными жидкостями под высоким давлением, весьма актуально создание математических моделей, позволяющих расширить теоретические представления об особенностях теплофизических и гидродинамических процессов в таких системах и на их основе изучать нестационарные двухфазные течения.
На основе уравнения (1.3.28) с учетом (1.3.29) и (1.3.30) нетрудно показать, что, когда состояние кипящей жидкости не близко к критическому (р° «р"), а также .1а»р°/р (1а = с,Г(р)//), можно принять г = 0. Тогда, используя (1.3.29), можем записать:
= (1.3.31)

Подставляя это выражение для х$ в (1.3.7) и учитывая (1.3.30), будем иметь:
1,±+*Ь-г.(гЖ(1.з.32)
р р; т,(р)
V Ф )
На основе (1.3.32) можно получить (продифференцировав обе части по давлению) уравнение для определения скорости звука во вскипающей жидкости:
(и.зз)
Для зависимости температуры насыщения от давления или давления от температуры обычно используется формула:
тХр) = Т./п{р,/р) или Р,{Т)= Р.е~,ш,т, (1.3.34)
где Г, и р, - эмпирические параметры, зависящие от вещества. Аппросимированная формула (1.3.34), описывающая табличные зависимости ТХр) в достаточно широком диапазоне изменений давлений, может быть получена из (1.3.30). Действительно, при р®«р°, полагая, что для пара удовлетворяется уравнение Менделеева - Клапейрона:
р = р1ЯТХр). (1.3.35)
Из (1.3.30) получим:
*ЕЫ = ^ТЫ. (1.3.36)
с1р I р