Научный отчет № 4722

Название

Оценка тепломассообмена между вентиллируемой горячим паром каверной с отрицательным числом кавитации и потоком холодной жидкости.

Авторы

Прокофьев В.В., Козлов И.И.

Аннотация

Цель работы: оценка расхода пара, необходимого для создания каверны с отрицательным числом кавитации. Ранее было показано, что основным механизмом возникновения пузырей, уносимых из каверны, является неустойчивость Релея-Тейлора границы каверны. Скорость развития возмущений на границе растет экспоненциально на начальном участке каверны (линейный режим) и по линейному закону на развитой стадии. Скорость конденсации пара наоборот максимальна в головной части каверны и резко уменьшается вниз по потоку. Предполагается, что эти два механизма уноса пара из каверны можно оценить независимо. Ввиду тонкости температурного слоя рассматривается теплообмен между каверной и потоком бесконечной ширины. Оценка теплообмена горячего пара с холодной жидкостью проводится в рамках модели потенциального течения несжимаемой, невязкой теплопроводной жидкости. Решение о теплообмене плоской каверны с жидкостью в точной постановке получено численно с использованием метода сведения задачи к интегральным уравнениям. Оценки интенсивности конденсации пара проведены в одномерной постановке с допущением о линейности распределения температуры в слое конденсата. Расчет проведены для двух примеров. Толщина слоя конденсата оказалась столь мала, что конденсат не может оказать заметного демпфирующего влияния на развитие неустойчивости, а тем более не может повлиять на все течение. Скорость поддува пара в каверну получилась близкой к скорости жидкости на границе каверны. Следовательно, существуют условия для реализации режима ламинарного теплообмена жидкости и пара.

Год публикации

2004 г.

Объём

72 с.

Научный руководитель

Якимов Ю.Л., Прокофьев В.В.

Ключевые слова

кавитация, вентилируемая каверна, высокоскоростная струя, теплопередача, конденсация, унос пара, интегральные уравнения, асимптотические оценки.