Флуктуационные явления в неравновесных потоках вскипающей жидкости

• Автор: Решетников, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 220 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Интегральные и локальные характеристики критического режима

течения вскипающей жидкости. Аналитический обзор

Ы.Метастабильные фазовые состояния

1.1.1. Кинетика гомогенной нуклеации. Ударный режим вскипания

1.1.2. Термодинамическое подобие. Расширенная фазовая диаграмма в приведенных координатах

1.2. Критический расход двухфазных потоков

1.3. Экспериментальные исследования реактивной отдачи

струи вскипающей жидкости

1.3.1. Реактивная сила

1.3.2. Состояние исследований
1.4. Критические флуктуации в неравновесных потоках.
Основные модели фликкер-шума
1.4.1. Экспериментальное обнаружение Ишума при неравновесных фазовых переходах
1.4.2. Свойства 1/Т шума______________________________________ 46 .
1.4.3. Суперпозиция релаксационных процессов
1.4.4. Теплопроводная модель
1.4.5. 1/Г шум как последовательность случайных импульсов
1.4.6. Дробное интегрирование белого шума
1.4.7. 1/Т шум как аномальное броуновское движение
1.4.8. Самоорганизованная критичность
2. Расход вскипающей жидкости в термодинамически
неравновесном режиме истечения
2.1. Экспериментальная установка по изучению расходов
вскипающей жидкости при стационарном истечении
2.1.1. Схема установки и устройство
2.1.2. Методика проведения опытов____________________”
2.1.3. Поправка и погрешности измерений
2.2. Гидродинамический кризис истечения предельно неравновесного парожидкостного потока. Термодинамический подход
2.2.1. Условия проведения опытов с изменяемым противодавлением
2.2.2. Опыты с холодным н-пентаном
2.2.3. Расходы вскипающего н-пентана при изменении противодавления
2.2.3.1. Истечение горячего н-пентана при температурах Т<0.9ТС
2.2.3.2. Истечение горячего н-пентана при температурах Т>0.9ТС
2.2.3.3. Опыты по истечению закритического флюида

2.2.4. Термодинамический подход к описанию предельно неравновесных двухфазных потоков
2.3. Расход вскипающей жидкости при истечении в атмосферу
2.3.1. Условия проведения опытов по истечению двухфазных
сред в атмосферу. Результаты измерений расходов
2.3.2. Диаграммы удельных массовых и объемных расходов н-пентана неравновесного режима истечения
2.4. Обобщение данных по расходам при истечении через короткий канал
2.4.1. Приведение расходов к безразмерному виду. Диаграмма безразмерных расходов
2.4.2. Пересчет расходов н-пентана на воду. Сравнение с экспериментом

3. Струи вскипающих жидкостей. Реактивная отдача и формы струи при истечении через короткий канал
3.1. Экспериментальное изучение реактивной отдачи струи вскипающей жидкости в неравновесном режиме истечения
3.1.1. Условия проведения опытов
3.1.2. Результаты опытов и обсуждение
3.2. Формы струй вскипающей воды
3.2.1. Условия проведения опытов
3.2.2. Результаты и обсуждение
4. Фликкер-шум в кипящих системах
4.1. Фликкер - шум в системе двух нелинейных стохастических уравнений
4.1.1. Сосредоточенные системы
4.1.2. Возможный сценарий перехода к неустойчивому состоянию
4.1.3. Пространственно распределенные системы
4.2. Экспериментальное исследование критического поведения и 1/f шума при неравновесных фазовых переходах в присутствии внешнего шумового воздействия
4.2.1. Пульсации в струе вскипающей жидкости
4.2.2. Кризис кипения воды на проволочном нагревателе
4.2.3. Смена режимов кипения при джоулевом разогреве водных растворов электролитов
4.2.4. Флуктуации при испарении капель на горячей поверхности
4.2.5. 1/f шум в колебательных режимах горения
4.2.6. Флуктуации тока при дуговом электрическом разряде
Основные результаты и выводы
Список литературы

начальных давлений /?0, которая показана на рис. 1.5. [59]. На данном рисунке можно выделить характерные участки: участок сравнительно слабой зависимости ОС от Т0, соответствующий поверхностным механизмам разрушения; участок, соответствующий объемному парообразованию, характеризуется значительно более крутой зависимостью и участок полного развала струи, переход к которому происходит скачком.
Авторами работы [60] было предпринято специальное исследование механизмов разрушения струи перегретой жидкости, имеющей цилиндрическую (или близкую к ней) форму. В рамках модельных представлений предложено объяснение поверхностного распада струи (доминирующего типа разрушения струи при малых перегревах АТ <70К) как результат барокапиллярной неустойчивости. Действие этого вида неустойчивости можно объяснить следующим образом. При появлении углубления на поверхности, возникающего от случайных возмущений, увеличивается теплоподвод к углубленному участку поверхности. Это приводит к повышению скорости оттекающего пара, генерируемого на поверхности струи. Следовательно, усиливается реактивная отдача пара на поверхность, и углубление развивается. Полученные расчетные зависимости средней длины распада струи от величины перегрева находятся в качественном соответствии с результатами собственных экспериментальных исследований авторов, приведенных в этой же работе.
В работе [61], учитывая случайный характер вскипания в струях перегретой жидкости, продемонстрирован статистический подход к определению средней длины распада струи. Предложены формулы для расчета средней длины распада. Важным представляется замечание о шумовом инициировании вскипания, а среди шумов с наиболее эффективным инициирующим влиянием признаются шумы от возникающих пузырей.