Численное исследование образования и роста 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: 103 с. : 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 эйлерова 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
I 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. «Разгерметизации 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 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Здесь Л, - радиус отрыва пузыря, определяемый из баланса сил поверхностного натяжения и сопротивления:
(2.59)
= I 4 £
с„р,«у
где и№ - осредненная продольная скорость вокруг пузырька, определяемая соотношением:
и _*А (2-60)
и1Ь - •

Сдвиговое напряжение на стенке вычисляется с помощью соотношения:
Сг=^- = 0.0791 25, ^2'61^
А и
где Яе0 - число Рейнольдса, построенное по диаметру трубы.
Так как пузырьки растут и отрываются в пределах пограничного слоя, для коэффициента сопротивления будем использовать формулу Стокса:
с _24_ (2.62)
2.8. Полная система уравнений, начальные и граничные
условия, замыкание модели
2.8.1. Полная система уравнений эйлеровского этапа для
осесимметричного случая
Для осесимметричного случая уравнения эйлеровского этапа в традиционных обозначениях для координат и проекций скорости, описывающие динамику несущей фазы и включающие в себя законы сохранения массы, импульса и энергии, а также процесс образования и конвективного переноса пузырей, могут быть записаны в следующем виде:
= (2-63>
д1 дх дг