Разработка теории и методов расчета взаимодействия фаз рабочих тел энергетических и технологических установок

• Автор: Толмачёв, Евгений Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 260 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ПРЕДИСЛОВИЕ

В.1. Методы в гидромеханике дисперсных систем

В.2. Применение методов классической и неравновесной

термодинамики к описанию дисперсных систем

В.З. Задачи акустики дисперсных систем

ГЛАВА I. ФИЗИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

ПРОЦЕССОВ ВЯЗКОГО ТРЕНИЯ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ

1.1. Кинематические соотношения для дисперсных систем

1.2. Коэффициент сопротивления при ламинарном течении разбавленной суспензии в трубе

1.3. Вопросы электропроводности дисперсных систем

ГЛАВА II. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ И МЕХАНИЧЕСКОЙ РЕЛАКСАЦИИ
НА ПРОЦЕССЫ В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ
II. 1. Дисперсная система как релаксирующая среда с внутренними
степенями свободы
П.2. Учёт внутренней релаксации в процессах межфазного
взаимодействия в дисперсных системах
И.З. Динамические уравнения состояния полидисперсной смеси
"газ - твёрдые частицы"
И.4. Эффект Джоуля - Томсона для дисперсной среды
ГЛАВА III. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЗМУЩЕНИЙ В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ
III. 1. Скорость звука в дисперсной среде с температурной
и скоростной релаксацией
Ш.2. Распространение малых возмущений в концентрированных
дисперсных системах
Ш.З. Экспериментальное исследование скорости звука
в разбавленном кипящем слое
Ш.4. Структура слабых ударных волн в газодисперсной среде
с температурной и скоростной релаксацией
Ш.5. Распространение нелинейных колебаний
в релаксирующем влажном паре
ГЛАВА IV. ЗАДАЧИ ГИДРОМЕХАНИКИ И ТЕПЛООБМЕНА
ПСЕВДО- И ВИБРООЖИЖЕННЫХ СИСТЕМ
IV. 1. Теплообмен между жидкостью и полидисперсным
материалом в кипящем слое
ГУ.2. Неустойчивость однородного псевдоожижения
Р/.3. Квазитермодинамические функции псевдоожиженного слоя.. 169 ГЛАВА V. ТЕПЛООБМЕН ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННОГО ПАРА НА КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ
V.1.Общая постановка задачи Нуссельта для гладких поверхностей произвольной формы
V.2.Koэффициeнт теплоотдачи при плёночной конденсации
на твёрдых поверхностях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
В работе, посвящённой решению большого круга задач, неизбежно возникает проблема символьных обозначений различных математических и физических величин и объектов, связанная с необходимостью обозначения различных величин одинаковыми символами. Это вызвано, с одной стороны, большим количеством величин и, с другой стороны, традиционными, устоявшимися обозначениями в той или иной области науки. В связи с этим, чтобы избежать путаницы, объяснения практически всех символов и обозначений приводятся в тексте по мере их появления в рассматриваемых задачах. Здесь перечисляются наиболее важные и часто встречающиеся в работе обозначения.
X - площадь поверхности; п - нормаль к элементу поверхности; г, х. - радиус-вектор;
Г), £ — криволинейные ортогональные координаты;
*ь,е' - проекции единичного вектора в декартовых и в криволинейных координатах;
и, V - поверхностные ортогональные координаты;
, а‘к, Ь.^, Ь* - компоненты метрического тензора;
Гд - символ Кристоффеля;
г - радиальная координата;
Я - радиус сферической частицы;
Л, £>, Ь - радиус, диаметр и длина цилиндра;
йп - средний размер пузырей в псевдоожиженном слое;
/ — время;
1.2. КОЭФФИЦИЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ЛАМИНАРНОМ ТЕЧЕНИИ РАЗБАВЛЕННОЙ СУСПЕНЗИИ В ТРУБЕ [144]
Коэффициент вязкости является весьма важной характеристикой жидкости, позволяющей рассчитывать гидравлические потери при её транспорте по трубопроводам. Особенно это касается дисперсных потоков (пульпы, аэрозоли, кипящие жидкости, влажный пар и т.д.). В случае дисперсных потоков в первом приближении течение считается пуазейлевским с эффективным коэффициентом вязкости [130 - 132] или с однозначно связанным с ним эффективным коэффициентом гидравлического сопротивления [133 - 135].
Суспензию можно рассматривать в некотором приближении как однородную среду с эффективной вязкостью т|, отличающейся от вязкости
транспортирующей жидкости т^. Эта эффективная вязкость была вычислена А.Эйнштейном для случая малых концентраций твёрдой примеси [55, 136]. Эффективная вязкость концентрированных дисперсных систем рассмотрена в работах [54, 130- 134, 137, 138]. Согласно данным этих работ можно написать:
Л = Т1°[1 + ф(Р1)], (1.31)
где ф^) - некоторая функция объёмной концентрации частиц, явный вид
которой с различными приближениями найден в [54, 131, 133, 135, 136, 139-143];
01 - объёмная концентрация частиц в суспензии.
Для выяснения структуры зависимости коэффициента сдвиговой вязкости суспензии от вязких свойств несущей фазы и концентрации частиц воспользуемся методами термодинамики необратимых процессов. В свете обсуждённого во Введении понятия мезообъёма (стр. 17), вязкость двухфазной смеси на мезоуровне представляет собой эффективную силовую характеристику сплошной среды, включающей в себя несущую фазу и диспергированные в ней частицы и проявляющуюся при её взаимодейст-