Численное исследование образования и эволюции пузырей пара в условиях падения давления жидкости

• Автор: Кумзерова, Екатерина Юрьевна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 96 с. : 7 ил.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВСКИПАЮЩИХ ПОТОКОВ

1.1. Изучаемые физические процессы

1.2. Исследования вскипающих потоков

1.3. Обзор литературы по моделированию нуклеации

1.4. Выводы из обзора литературы

1.5. Цели данной работы

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕЧЕНИЯ ВСКИПАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ

2.1. Физические явления, сопровождающие течения жидкости в

условиях резкого падения давления

2.2. Формулировка рассматриваемых задач динамики вскипающей

жидкости
2.3. Основные допущения
2.4. Лагранжево-эйлеровский подход к описанию двухфазной системы
2.5. Уравнения эйлеровского этапа
2.5.1. Описание несущей фазы
2.5.2. Уравнение возникновения и конвективного переноса пузырей
2.5.3. Математические модели процессов межфазного переноса
2.6. Уравнения лагранжева этапа - описание динамики пузырьков
2.6.1. Уравнение сохранения массы и внутренней энергии
2.6.2. Уравнение движения межфазной границы — уравнение Рэлея-Лэмба

2.6.3. Некоторые замечания, связанные с влиянием теплопроводности жидкости на эволюцию пузыря
2.7. Модели нуклеации
2.7.1. Теория гомогенной нуклеации
2.7.2. Модифицированные модели гомогенной нуклеации
2.7.3. Модель объемной гетерогенной нуклеации, учитывающая распределение гетерогенных ядер по размерам
2.7.4. Модель пристенной нуклеации
2.8. Полная система уравнений, начальные и граничные условия, замыкание модели
2.8.1. Полная система уравнений эйлеровского этапа для осесимметричного случая
2.8.2. Полная система уравнений лагранжева этапа
2.8.3. Замыкание модели '
2.8.4. Начальные и граничные условия
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД
3.1. Решение эйлеровского этапа
3.1.1. Схема Родионова
3.1.2. Задача о распаде разрыва для воды
3.2. Решение лагранжева этапа
3.2.1. Метод Адамса
3.2.2. Метод Гира
3.2.3. Сравнение методов
3.3. Расчетная сетка
3.4. Сходимость численной схемы на расчетной сетке
3.5. Тестирование численного метода
3.5.1. Одномерная задача о распаде разрыва

3.5.2. Двумерная задача о распаде разрыва

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ
4.1. Одномерные задачи
4.1.1. «Разгерметизация трубы»
4.1.2. Задача о закрытии клапана
4.2. Двумерные задачи
4.2.1. Течение в канале переменного сечения
4.2.2. Задача о «внезапном расширении»
РИСУНКИ К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

р!а'(Т,) подразумевается д“'(7]){2Е/(.КрД,7’1,)} с поправкой Томсона на
кривизну поверхности радиуса пузырька.
Таким образом, окончательное выражение для интенсивности межфазного массообмена примет вид:
(2.15)
ГЛ=4Ч—Лв
Межфазный перенос импульса
Обмен импульсом между фазами в единицу времени в единице объема смеси может быть представлен в виде суммы двух слагаемых [83]:
Р*=-Р„ = 4+Г,Л. (2-16)
Здесь ДЛ, - отнесенная к единице объема смеси межфазная сила за счет сил трения, давления, сцепления между фазами и т.д. Второе слагаемое в правой части представляет собой приток импульса за счет фазовых превращений, КЛ, характеризует скорость фазы, претерпевающей фазовый переход.
Межфазную силу Я1г можно представить в виде двух слагаемых [83]:
й=-У(аЛ) + 4. <2-17)
где первое слагаемое не связано со скоростной неравновестностью фаз и представляет собой воздействие макроскопического поля давлений, а второе слагаемое связано непосредственно с движением пузырей относительно жидкости.
Так как по нашим предложениям скольжение между фазами отсутствует, то межфазная сила Ры будет равна нулю. По тем же причинам скорость фазы, претерпевающей фазовый переход равна скорости смеси:
КЛ, = V, и, таким образом, итоговое выражение для интенсивности
межфазного обмена импульсов примет следующий вид:
Р„=-У(ай) + Г/, (2-18)