2013 1(12)

Вернуться в содержание

   Краткая аннотация

 

Страницы:

77 - 82

Язык:

RU

Библ.:

10


Скачать статью:

2013_1(12)_14.pdf

 

 

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВСКИПАНИЯ МЕТАСТАБИЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ НАЛИЧИИ ФРОНТОВ ИСПАРЕНИЯ

Актершев С.П., Овчинников В.В.

Институт теплофизики им.С.С.Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия


Ссылка для цитирования:Citation:

Актершев С.П. Моделирование вскипания метастабильной жидкости при наличии фронтов испарения / С.П. Актершев, В.В. Овчинников // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - Днепропетровск: НПВК "Триакон". - 2013. - Вып. 1(12). - С. 77 - 82.


Ключевые слова:Keywords:

вскипание; перегретая жидкость; фронт испарения; фронт конденсации; численное моделирование


Аннотация:Abstracts:

Из экспериментов известно, что при перегревах больше некоторого порогового значения возможен прямой переход от режима однофазной конвекции к режиму пленочного кипения (так называемый, третий кризис теплоотдачи). Этот сценарий развития кризиса теплоотдачи возможен в различном теплообменном оборудовании. Визуализация процесса вскипания показала, что в режиме третьего кризиса вскипание начинается с появления сферического пузыря на поверхности нагревателя. Через некоторое время на линии контакта пузырька со стенкой нагревателя формируются конусообразные каверны, примыкающие к сферическому пузырьку. Лобовая точка конусообразной каверны (фронт испарения) распространяется вдоль нагревателя с постоянной скоростью, которая зависит от перегрева и может достигать значений несколько десятков метров в секунду. Фронт испарения наблюдался как при квазистационарном, так и при импульсном нагреве различных веществ (вода, криогенные и органические жидкости, жидкие металлы). Несмотря на большое количество экспериментальных данных по скорости распространения фронта испарения для различных жидкостей, механизм его формирования практически не изучен. Имеющиеся в литературе различные модели позволяют рассчитать только скорость стационарного распространения фронта испарения в зависимости от параметров жидкости перед вскипанием и не описывают динамику вскипания при наличии фронта испарения. В данной работе численным методом исследуется динамика вскипания перегретой жидкости при наличии фронта испарения. Расчеты, проведенные как для условий насыщения, так и при недогреве жидкости в объеме сравниваются с имеющимися экспериментальными данными для различных веществ. Результаты численного моделирования показали, что предложенная модель хорошо описывает как рост первичного парового пузырька, так и форму конусообразной паровой каверны. Для случая недогрева жидкости в объеме модель описывает эффект отделения конусообразной каверны от первичного пузырька при его конденсации и распространение «парового остатка» вдоль поверхности нагревателя.


Литература:References:

  1. B.P. Avksentyuk, V.V. Ovchinnikov, V.Ya. Plotnikov (1991), "Dynamic effects on interphase surface during the disintegration of superheated near-wall liquid", in: Proc. Int. Cent. Heat Mass Transfer, Vol. 33, pp. 583-598.

  2. Fauser J., Mitrovic J. (1998), "Some features of boiling fronts on heated surfaces", Proc. 11th IHTC, Kyongju, August 23-28, 1998, Vol. 2, pp. 377-382.

  3. Tsukamoto O., Uyemura T. (1980), "Observation of bubble formation mechanism of liquid nitrogen subjected to transient heating", Advances in Cryogenic Engineering, Vol. 25, pp. 476-482.

  4. Pavlenko A.N., Zhukov V.E., Starodubtseva I.P (2011), "Propagation of self-sustained evaporation fronts at step-wise heat generation and crisis phenomena at pool boiling", Computational Thermal Sciences, Vol. 3, pp. 419-426.

  5. Avksentyuk B.P. Non-equilibrium model of an evaporation front // Russian Journal of Engineering Thermophysics, 1995, vol. 5, pp. 1-8.

  6. Pavlenko A.N., Lel V.V. (1999), "Approximate simulation model of a self-sustaining evaporation front", Thermophysics and Aeromechanics, Vol. 6 No 1, pp. 105-117

  7. Aktershev S.P., Ovchinnikov V.V. (2008), "Model of steady motion of the interface in a layer of strongly superheated liquid", Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, Vol. 49 No 2, pp. 194-200.

  8. Aktershev S.P., Ovchinnikov V.V. (2011), "The boiling up model for highly superheated liquid with formation of evaporation front", Thermophysics and Aeromechanics, Vol. 18 No 4, pp. 591-602.

  9. Avksentyuk B.P., Ovchinnikov V.V. (1999), "The Dynamics of Explosion Boiling of Toluene under Subatmospheric Pressure", High Temperature, Vol. 17 No 4, pp. 606-613

  10. Avksentyuk B.P., Ovchinnikov V.V. (2000), "Shape of the vapor bubble upon explosive boiling", Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, Vol. 41 No 2, pp. 317-318

 

 
     

© НПВК "Триакон" 2009-2016