Математическое моделирование развития неустойчивости в вертикальной жидкой пленке при обдуве ее свободной поверхности газовым потоком

• Автор: Саламатов, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Постановка задачи
1.1. Приложения процессов течения жидких пленок
1.2. Теоретические и экспериментальные исследования течений
жидких пленок
1.3. Постановка задачи
Глава 2. Волновые характеристики вертикальной жидкой пленки, обдуваемой газовым потоком. Неустойчивость пленочного
течения в условиях прямотока и противотока
2.1. Расчет волновых характеристик и областей неустойчивости
вертикальной жидкой пленки при умеренных числах Рейнольдса. Оптимальные режимы
2.2. Волновые характеристики и неустойчивость вертикальной
жидкой пленки в условиях свободного стекания
2.3. Результаты экспериментальных и теоретических исследований режима свободного стекания жидких пленок
2.4. Расчет волновых характеристик и областей неустойчивости
вертикальной жидкой пленки в условиях прямотока и противотока. Оптимальные режимы
2.5. Выводы к главе
Глава 3. Свободная поверхность вертикальной жидкой пленки,
обдуваемой ламинарным газовым потоком
3.1. Алгоритм расчета свободной поверхности вертикальной жидкой пленки
3.2. Постановка вычислительного эксперимента
3.3. Развитие свободной поверхности вертикальной жидкой пленки в условиях прямотока и противотока
3.4. Выводы к главе
Глава 4. Нелинейное развитие и взаимодействие возмущений в вертикальной жидкой пленке, обдуваемой газовым потоком .
4.1. Уравнения нелинейного развития и взаимодействия возмущений в вертикальной жидкой пленке, обдуваемой газовым потоком
4.2. Алгоритмы решения уравнений нелинейного взаимодействия возмущений в вертикальной жидкой пленке при обдуве газовым потоком
4.3. Нелинейное взаимодействие возмущений в вертикальной жидкой пленке воды при обдуве ее свободной поверхности газовым потоком
4.4. Выводы к главе
Заключение
Литература
Приложение А. Разработанные программы для ЭВМ
Приложение Б. Волновые характеристики вертикальной жидкой пленки, обдуваемой газовым потоком, в оптимальных режимах течения
Приложение В. Элементы якобиана уравнений нелинейного взаимодействия возмущений в жцдкой пленке при обдуве газовым потоком

Введение
Актуальность работы. Течения тонких слоев вязких жидкостей (жидких пленок) реализуются в технологических процессах в различных отраслях промышленности: химической, нефтяной, нефтеперерабатывающей, металлургической, энергетической, пищевой. Пленочные течения имеют ряд преимуществ по сравнению с другими способами организации движения взаимодействующих потоков: большая энергоэффективность, высокие экологические характеристики, лучшее качество получаемого продукта. Пленочные течения характеризуются чрезвычайно развитой поверхностью контакта между взаимодействующими потоками. Развитая поверхность контакта образуется благодаря волнам на свободной поверхности жидкой пленки. Поэтому исследование пленочных течений, расчет волновых характеристик является актуальной задачей.
Црль диссертационной работы. Изучить влияние газового потока, создающего на свободной поверхности вертикальной жидкой пленки постоянное касательное напряжение, на волновые характеристики жидкой пленки и нелинейное развитие возмущений при умеренных числах Рейнольдса (Де Д 10).
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
- разработаны методики, реализованы алгоритмы расчета волновых характеристик течения вертикальной жидкой пленки для режимов противотока и прямотока;
- выявлены оптимальные режимы волнового течения вертикальной жидкой пленки, обдуваемой газовым потоком;
- исследовано нелинейное развитие и взаимодействие возмущений на свободной поверхности вертикальной жидкой пленки в условиях противотока и прямотока;

(рис. 2.16). Чем больше значение числа Рейнольдса Ее, тем меньше фазо-
(а) инкремент
(б) частота
(в) фазовые скорости
(г) групповые скорости
Рис. 2.1. Волновые характеристики жидкой пленки 1 - Яе =10; 2 - Ее = 7; 3 - Яе =
Рис. 2.2. Область неустойчивости:
1 - кривая нейтральной устойчивости; 2 - кривая максимального роста