Семинар по аэромеханике
27.12.06 в комн. 240 в 10 ч.
СИНКЕВИЧ О. А.
(МЭИ)
ВОЛНЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ПАРОВОЙ ПЛЕНКИ И ЕЁ ВЗРЫВНОЕ РАЗРУШЕНИЕ ПРИ ИНТЕНСИВНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКАХ
Аннотация
Аналитически, в линейном и нелинейном приближениях, исследована задача об устойчивости стационарной границы между тонкой паровой пленкой и слоем жидкости при наличии теплового потока. Рассматриваемые процессы учитывают наличие теплового потока, идущего от нагретой до высокой температуры металлической поверхности к пленке пара и далее от пара к недогретой до температуры кипения жидкости, зависимость давления насыщения от температуры и изменение толщины стационарной паровой пленки. Выведены граничные условия для возмущений поверхности раздела пар жидкость, обобщающие известные соотношения на свободной изотермической поверхности жидкости в поле сил тяжести. Граничные условия учитывают процессы, связанные с изменением давления насыщения, испарением (конденсацией) и переменность толщины стационарной паровой пленки.
В отличие от классической задачи о волнах на поверхности жидкости, в рассматриваемой задаче возникают ряд новых эффектов:
а) тепловые процессы на фазовой границе приводят к распространению слабозатухающих волн малой амплитуды, скорость которых зависит от теплового потока и может намного превышать скорость гравитационных волн;
б) из-за теплового потока через поверхность раздела фаз могут возникать периодические волны малой длины (рябь), не являющиеся капиллярными;
в) периодические волны и солитоны на поверхности раздела фаз могут возникать и в отсутствие силы тяжести;
г) тепловые процессы на фазовой границе могут обеспечивать устойчивое существование паровой фазы под слоем жидкости в поле сил тяжести;
д) на нелинейной стадии развития неустойчивости из-за слабого изменения толщины стационарной паровой пленки может возникать режим взрывной неустойчивости, в котором амплитуда первоначально малой плоской волны возрастает до бесконечности за конечное время.
Найдены условия, при которых тепловой поток через фазовую поверхность раздела пар - жидкость приводит к взрывной неустойчивости - амплитуда первоначально малой плоской волны нарастает взрывным образом.
1. Sinkevich O.A., Glazkov V.V., Ivochkin Yu.P. and Zeigarnik Yu.A. Explosive disintegration of the vapor film under influence of high heat flux. ECI Conference on Boiling Heat Transfer. Spoleto. Italy. May 5-12. 2006. CD. Rep. 39, pp. 1-5.
2. Глазков В.В., Зейгарник Ю.А., Жилин В.Г., Ивочкин Ю.П., Синкевич О.А., Цой В.П.. Взрывной режим развития неустойчивости, приводящий к разрушению паровой пленки на твердой нагретой полусферической поверхности// Доклады РАН. 2001. Т. 376. № 3. С. 328.
3. Глазков В.В., Жилин В.Г., Зейгарник Ю.А. , Ивочкин Ю.П., Синкевич О.А., Цой В.П, Швец В.Г.. Исследование развития неустойчивости и разрушения парового слоя на твердой нагретой полусферической поверхности// ТВТ. 2000. Т. 38. № 6. С.935. (Англ. перевод: A Study into Development of Instability and Collapse of Vapor Layer on a Heated Solid Hemispheric Surface// High Temperature, 2000. Vol. 38. № 6. Р. 900).
СИНКЕВИЧ О. А.
(МЭИ)
ВОЛНЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ПАРОВОЙ ПЛЕНКИ И ЕЁ ВЗРЫВНОЕ РАЗРУШЕНИЕ ПРИ ИНТЕНСИВНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКАХ
Аннотация
Аналитически, в линейном и нелинейном приближениях, исследована задача об устойчивости стационарной границы между тонкой паровой пленкой и слоем жидкости при наличии теплового потока. Рассматриваемые процессы учитывают наличие теплового потока, идущего от нагретой до высокой температуры металлической поверхности к пленке пара и далее от пара к недогретой до температуры кипения жидкости, зависимость давления насыщения от температуры и изменение толщины стационарной паровой пленки. Выведены граничные условия для возмущений поверхности раздела пар жидкость, обобщающие известные соотношения на свободной изотермической поверхности жидкости в поле сил тяжести. Граничные условия учитывают процессы, связанные с изменением давления насыщения, испарением (конденсацией) и переменность толщины стационарной паровой пленки.
В отличие от классической задачи о волнах на поверхности жидкости, в рассматриваемой задаче возникают ряд новых эффектов:
а) тепловые процессы на фазовой границе приводят к распространению слабозатухающих волн малой амплитуды, скорость которых зависит от теплового потока и может намного превышать скорость гравитационных волн;
б) из-за теплового потока через поверхность раздела фаз могут возникать периодические волны малой длины (рябь), не являющиеся капиллярными;
в) периодические волны и солитоны на поверхности раздела фаз могут возникать и в отсутствие силы тяжести;
г) тепловые процессы на фазовой границе могут обеспечивать устойчивое существование паровой фазы под слоем жидкости в поле сил тяжести;
д) на нелинейной стадии развития неустойчивости из-за слабого изменения толщины стационарной паровой пленки может возникать режим взрывной неустойчивости, в котором амплитуда первоначально малой плоской волны возрастает до бесконечности за конечное время.
Найдены условия, при которых тепловой поток через фазовую поверхность раздела пар - жидкость приводит к взрывной неустойчивости - амплитуда первоначально малой плоской волны нарастает взрывным образом.
1. Sinkevich O.A., Glazkov V.V., Ivochkin Yu.P. and Zeigarnik Yu.A. Explosive disintegration of the vapor film under influence of high heat flux. ECI Conference on Boiling Heat Transfer. Spoleto. Italy. May 5-12. 2006. CD. Rep. 39, pp. 1-5.
2. Глазков В.В., Зейгарник Ю.А., Жилин В.Г., Ивочкин Ю.П., Синкевич О.А., Цой В.П.. Взрывной режим развития неустойчивости, приводящий к разрушению паровой пленки на твердой нагретой полусферической поверхности// Доклады РАН. 2001. Т. 376. № 3. С. 328.
3. Глазков В.В., Жилин В.Г., Зейгарник Ю.А. , Ивочкин Ю.П., Синкевич О.А., Цой В.П, Швец В.Г.. Исследование развития неустойчивости и разрушения парового слоя на твердой нагретой полусферической поверхности// ТВТ. 2000. Т. 38. № 6. С.935. (Англ. перевод: A Study into Development of Instability and Collapse of Vapor Layer on a Heated Solid Hemispheric Surface// High Temperature, 2000. Vol. 38. № 6. Р. 900).
2006-12-20
регистрация
наука
экспериментальная база
инновации