Исследование процессов высокоскоростного взаимодействия двухфазных газожидкостных сред с твердыми телами

• Автор: Попов, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 125 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДИНАМИКИ ДВУХФАЗНЫХ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СРЕД
1.1. Образование пузырьков
1.2. Всплытие пузырьков
1.3. Исходная система уравнений
1.4. Определение параметров пузырьковой газожидкостной смеси при ее движении в вертикальных каналах с переменной площадью проходного сечения
1.5. Аналитическое решение для случая всплытия недеформируемых пузырьков в вязкой неподвижной жидкости
1.6. Выводы по главе
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВОЛНОВЫХ СВОЙСТВ ДВУХФАЗНЫХ СРЕД НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБТЕКАЕМЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
2.1. Определение скорости распространения возмущений в газожидкостных средах
2.2. Расчет параметров обтекания твердых тел двухфазным газожидкостным потоком
2.3. Выводы по главе
3. ДВИЖЕНИЕ ПУЛЬ В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМАХ
3.1. Обеспечение бездеформационного торможения пуль
3.2. Определение параметров, характеризующих торможение
пуль в газожидкостных системах
3.3. Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОНИКАНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ТЕЛА В ПУЗЫРЬКОВУЮ ГАЗОЖИДКОСТНУЮ СМЕСЬ
4.1. Описание опытной установки
4.2. Результаты обработки экспериментальных данных
4.3. Выводы по главе
5. ПУТИ УВЕЛИЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩИХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОТСТРЕЛА
5.2. Практическая реализация полученных результатов
5.1. Определение параметров всплывающей барботажной решетки
5.2. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

<я-скорость звука;
С , С -коэффициенты сопротивления обтеканию дисперсной частицы и

твердого тела соответственно; с , с -изобарная и изохорная теплоемкости;

D, o'-диаметр;
£-удельная полная энергия;
Я-межфазная сила, приходящаяся на единицу объема смеси, площадь поперечного сечения канала;
/, / , fM, / , fa, f, f , f- межфазные силы, приходящиеся на одну
12 А и т В со п
дисперсную частицу (соответственно: общая форма, Архимеда,
сопротивления обтеканию, присоединенных масс, неинерционная составляющая силы присоединенных масс, Бассе, Жуковского,
препятствующая скоплению пузырьков);
G -ускорение внешних массовых сил, объемный расход; g--ускорение силы тяжести;
Я -линейный размер по высоте;
/г-работа межфазных сил г-той фазы в единицу времени, отнесенная к одной дисперсной частице;
г-порядковый номер элемента массива, параметр формы, мнимая единица;
J -момент инерции;
j-порядковый номер элемента массива;
Ус-отношение удельных теплоемкостей газа;
М-массовый расход; т —масса;
и-количество дисперсных включений в единице объема газожидкостной смеси;
Я-давление;
-тепловой поток;
R -удельная газовая постоянная;
Я -полная межфазная сила со стороны j-той фазы на i-тую, отнесенная к
единице объема смеси; у; -радиус канала; г -радиус пузырька;
S -площадь;
Т -абсолютная температура; t-время;
и, и-внутренняя энергия;
V -скорость;
х, у, г—пространственные декартовы координаты;
]¥ -объем;
а -коэффициент теплоотдачи;
(3-угол атаки;
'-символ Крокнекера Л -коэффициент теплопроводности; ц -коэффициент динамической вязкости жидкости; р-плотность;
£ -радиальная координата;
£ -коэффициент поверхностного натяжения; а -тензор напряжений; г-тензор сдвиговых напряжений;
-коэффициент температуропроводности, коэффициент расхода;
<Р1 -объемная концентрация 1 -той фазы (1= 1, 2);
-массовая концентрация; в-сферическая координата; у-коэффициент присоединенной массы;
-коэффициенты, учитывающие влияние неодиночности пузырьков на величину присоединенных масс; со —круговая частота, ускорение, угловая скорость; со -скорость межфазной границы;
БЕЗРАЗМЕРНЫЕ ЧИСЛА (КРИТЕРИИ)
М =—-число Маха;

Ии = -число Нуссельта;
Рг = -число Прандтля;

2гК-УМ Ре = —-число Рейнольдса;

& = — -конвективная составляющая скорости межфазной границы,

отнесенная к скорости пузырька.
НИЖНИЕ ИНДЕКСЫ
1-несущая фаза;
2-дисперсная фаза;
О-начальное значение параметра;
-показатель для приведенных параметров;
Уравнения Навье-Стокса в предположении отсутствия массовых сил и покоя жидкости на бесконечном удалении от начала отсчета имеют вид
dv dV
'-+V L
dt 1 d$
1 dP
p, #4

_d_
?dl;

) = o.

Приведенная система дополняется граничными условиями
2 г at г »
(1.31)
(1.32)
(1.33)
С учетом первого граничного условия из уравнения неразрывности (1.32) можно получить
У _ г dr
(1.34)
При подстановке (1.34) в (1.31) выражение в квадратных скобках правой части последнего равно нулю, и уравнение движения в силу потенциального характера скорости можно проинтегрировать по и
получить решение Коши-Лагранжа в таком же виде, как и для идеальной жидкости
РФ Р ,
+ -L- + — = F(t),
dt 2 р w
где F(t) -произвольная функция времени.
С учетом (1.34) и Г = выражение для потенциала скорости будет
иметь вид

дФ 2rrl+r2f
Отсюда — =
dt t;