Математическое моделирование переноса неоднородных сред с подвижной межфазовой границей в тепломассообменных элементах энергоустройств

• Автор: Трифонов, А. Г.
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1993
• Место защиты: Минск
• Количество страниц: 262 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. Проблема моделирования межфазной поверхности в технических приложениях дисперсных систем с подвижной границей
1.1. Уравнения сохранения и модели многокомпонентных систем
1.2. Современное представление газожидкостной
границы в гидродинамике
1.3. Численные методы расчета многомерных задач
1.4. Отслеживание границы раздела фаз в численных
методах
1.4.1. Методы отслеживания поверхностей
1.4.2. Методы с подвижными границами
1.4.3. Отслеживание объема
1.5. Процессы, определяющие структуру газожидкостного потока
1.5.1. Дробление жидкости газовым потоком
1.5.2. Коагуляция капель
1.6. Взаимодействие отдельной капли с потоком
газа и примесными частицами
1.6.1. Уравнение движения
1.6.2. Тепломассообмен в потоке газа
1.6.3. Инерционное осаждение на каплях
1.7. Технические приложения газожидкостных систем
1.7.1. Контактные аппараты мокрой очистки газа
1.7.2. Особенности теплообмена водоемов-охладителей с внешней средой

1.8. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. Модель процессов тепломассообмена для
многокомпонентных потоков в аппаратах мокрой
очистки газа
2.1. Уравнения сохранения и замыкающие соотношения
2.2. Массоперенос примесных частиц
2.3. Влияние кинетики химических реакпий на
теплоотдачу от капли потоку
2.3.1. Уравнение конвективного переноса
2.3.2. Метод приведенной пленки
2.4. Уточнение зависимости для коэффициента захвата
на основе экспериментальных данных
2.5. Сравнение с экспериментальными данными по локальной эффективности очистки для химически
инертных веществ
2.6. Массообмен в дисперсном потоке с твердыми
частицами
2.7. Особенности гидродинамики и эффективность
работы аппаратов мокрой очистки газа
2.8. Тепломассообмен в химически реагирующих
потоках
2.8.1. Капля в потоке газа
2.8.2. Теплообмен в химически реагирующем
парокапельном потоке
ГЛАВА 3. Двумерная модель нестационарных процессов переноса в газожидкостных системах с подвижной границей
3.1. Исходная система уравнений
3.2. Численная реализация на ЭВМ

3.2.1. Выбор численного метода
3.2.2. Разностные схемы
3.3. Моделирование межфазной границы
3.3.1. Учет капиллярных сил на газожидкостной
Гранине
3.3.2. Учет эффектов смачивания
3.4. Перенос аэрозольных частиц
3.4.1. Уравнения сохранения
3.4.2. Взаимосвязь процессов конденсации и испарения с дисперсными характеристиками аэрозольной структуры
ГЛАВА 4. Моделирование тепломассообмена в приповерхностном слое водоемов-охладителей
4.1. Приповерхностный слой (область I)
4.2. Сопряженная задача конвективно-диффузионного
переноса на поверхности ВО (область 2)
4.3. Результаты численного моделирования
ГЛАВА 5. Численные исследования нестационарных
двухмерных структур
5.1. Вынужденное обтекание неподвижной сферы
5.2. Система с линией контакта трех фаз
5.2.1. Жидкость, висящая на горизонтальной
поверхности
5.2.2. Капиллярный подъем жидкости
5.3. Массоперенос в проточных водоемах
ГЛАВА 6. Некоторые инженерные приложения
6.1. Выбор характеристик контактных
элементов дисперсных систем
На рис.1.3 приведены данные различных авторов. Коэффициент сопротивления в стоксовой области ) представлен кри-
вой I; кривая 2 отображает экспериментальные значения для свобод-

но падающих капель /Зо.Зб/; кривая 3 - зависимость /к=2?'#е
(6 < кек<Ш), полученную Ингебо /35.36/ для неравномерного
движения; кривая 4 - зависимость, рекомендованную в работах /59-

61/ для твердых сфер; кривая 5 - зависимость полученную в работе /33/ для капель в процессе дробления.
Влияние деформации капли учитывается коэффициентами, являющи мися функциями от числа Вебера /59,61/:
Зк=Тг’т'е (1Л9)
где Г (№) = (1+0,0 при Не4 100, (1.20)

Ч'Ме)=еХр(о,03№е’ ) при (1.21)
Коэффициент (1.20) обусловлен увеличением площади капли, а (1.21) - увеличением лобового сопротивления за счет того, что кап ля принимает форму диска. На рис.1.3 кривая 6 построена по зависи мости для твердых сфер при = 15. Влияние стесненности потока и стенок канала обычно представляют в виде коэффициентов, являющихся функциями от объемного газосодержания /62-64/.
Анализ зависимостей для определения коэффициента сопротивления капли показывает, что необходимо учитывать не только число Рейнольдса, но и форму капли и внешние условия обдува капли.