Межфазный тепломассообмен и динамика возмущений давления в кипящих жидкостях

• Автор: Оренбах, Захар Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 147 c. : ил

Основные обозначения

Бведение

Глава I. АКУСТИКА ПАРОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ ПУЗЫРЪКШСЙ

СТРУКТУРЫ

1.1. Скорость звука в парожидкостной суспензии,

обзор литературы

1.2. Учет взаимного влияния паровых включений

на их тепломассообмен с несущей фазой

1.3. Акустические характеристики среды

1.4. Тепловой поток на межфазной границе

1.5. Линейные волны в жидкости с пузырьками пара

Глава 2. ДИНАМИКА ПАРОВОГО ПУЗЫРЬКА В ПОЛЕ ПЕРЕМЕННОГО
ДАВЛЕНИЯ
2.1. Основные уравнения динамики парового пузыря
2.2. Эволюция парового пузырька под действием теплового механизма
2.3. Влияние подвижности сферической межфазной границы на рост и охлопывание пузырька
2.4. Охлопывание парового пузырька при совместном действии инерционного и теплового механизмов
Глава 3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛН КОНЕЧНОЇ АМПЛИТУДЫ
3.1. Анализ модельных уравнений
3.2. Численное моделирование волн давления
Основные результаты и выводы
Литература
Примечание

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
а - температуропроводность жидкости;
В - универсальная газовая постоянная;
С - скорость звука;
0$ - фазовая, "замороженная", равновесная скорости;
Ср - изобарная теплоемкость жидкости;
С - мнимая единица; к - волновое число;
/л - удельная теплота парообразования;
^ - удельный тепловой поток на межфазной границе (со стороны жидкости);
^,7" - давление, температура;
£ - радиус одиночного пузырька;
$ - параметр Лапласа;
£/,2Г- скорость;
р> - параметр дисперсии пузырьковой смеси;
^ - показатель адиабаты пара; к/ - коэффициент затухания;
X - коэффициент теплопроводности жидкости;
А- логарифмический декремент затухания;
^ - плотность;
начальное паросодержание;
СО - круговая частота.
Индексы
I - жидкости, 2 - пара, о - начальный, насыщения. Остальные величины вводятся в тексте.
В первой и третьей главах, где изменение размеров пузырька не рассматривается,под к следует понимать начальный радиус.

Парожидкостные потоки распространены в раде теплоэнергетических установок, в химической технологии; имеют место при транспортировке высоколетучих и сжиженных продуктов. Современный уровень производства ставит задачу разработки газодинамических методов исследования парожидкостных потоков, так как движение таких сред, даже о небольшими скоростями (примерно 50-100 и/с), является трансзвуковым.
Парожидкостные двухфазные системы характеризуются не только низкой скоростью звука и высокой сжимаемостью, но и процессами тепломассообмена,имеющими место № границе паровых пузырьков и жидкости. Эти особенности среды не позволяют применить традиционные методы газовой динамики, развитой в прошлом веке Римаком, а требуют обобщений, учитывающих, хотя бы в первом приближении, нелинейность, дисперсию скорости звука, диссипацию и процессы межфазного тепломассообмена в волне давления.
В настоящее время наметился рад подходов к проблеме изучения волн в двухфазных средах: это, в первую очередь, континуальный подход, использующий в своей основе методы механики сплошной среды[1-4^ ; далее, подход Фолди [5,6^ , основанный на суммировании рассеянных волн; и, наконец, в качестве нового подходя можно выделить методы моделирования сред с микроструктурой
[7,8] .
Метод Фолди и модели с микроструктурой
В работе Карстенеа и Фолди[б] на основе метода многократного рассеяния, исследовалась задача о распространении звука в жидкости с пузырьками газа. При этом подходе предполагается, что звуковая волна, длиной А3> К , падает на пузырек и рассеивается. Метод Фолди дает возможность просуммировать когерентные

Суть метода получения линейных решений состоит б следующем. Запишем разложение произвольного пространственно-временного сигнала на конечную сумму простых волн
Формула (1.58) по виду совпадает с формулой обратного ДПФ комплексного ' вектора И :
Положив Рт ~ Р Ст л £) у 60п ~ 2тп/Ал-6 ) тлА}
приходим к соответствию выражений (1.58), (1.59) на интервале-времени . Поэтому коэффициенты формулы (1.58)
можно определить из разложения в дискретный ряд Фурье краевого условия р (т л£ 3 £= о)
Для фиксированного формулу (1.57) можно преобразовать к виду
БПФ. Таким образом,задача определения структуры линейной волны на фиксированной координате сводится к задаче нахождения коэффициентов Уп формулы (1.60).
для фазовой скорости и коэффициента затухания среды, определим У = г Си)п)~ Я Сып))
и далее "соберем" волну с помощью обратного БПФ.
р(-к,ос) - Д гп вхр (си)п 6 - 1кпх) •
(1.57)
Следовательно, при х
(1.58)
(1.59)
(1.60)
и, после вычисления К(х) , найти функцию ра,^) обратным
Записав дисперсионное соотношение к=к(сд), либо выражения