Семинар по аэромеханике

15.09.08 в комн. 240 в 11 ч.
О.Е. Ивашнев
САМОПОДДЕРЖИВАЮЩИЕСЯ УДАРНЫЕ ВОЛНЫ
В НЕРАВНОВЕСНО КИПЯЩЕЙ ЖИДКОСТИ

Аннотация

«Медленные волны кипения» были обнаружены в экспериментах по разгерметизации сосудов высокого давления. Жидкость после разгерметизации переходит в метастабильное состояние. По перегретой жидкости со скоростью ~ 10 м/с движется волна разрежения, в которой выделяется 80% пара. Была выдвинута гипотеза, что кроме обычного механизма формирования межфазной поверхности – за счет теплового роста пузырьков, существует второй – их дробление, которое приводит к ударному нарастанию межфазной поверхности и парообразованию. Была разработана модель, волны кипения были получены в расчетах. Анализ показал, что они являются разновидностью ударных волн дефлаграции, в которых тепловая энергия метастабильной жидкости переходит в кинетическую энергию потока.
Гипотеза о существовании «самоподдерживающихся ударных волн сжатия» следовала из сопоставления экспериментов о вскипании жидкостей в падающих сосудах, в каплях, погруженных в другую жидкость и экспериментов по разгерметизации сосудов и сопловым потокам. В первых оказывалось 10 пузырьков на кг, во вторых от млн. до трлн. Было высказано предположение, что огромное количество пузырьков в последних, вызвано волнами детонации. Они возникают в метастабильной жидкости, переводя ее в более стабильное состояние, и резко увеличивая межфазную поверхность – вспенивая поток. Представлены результаты расчетов и дан анализ этого явления.