Влияние начальных условий в камере низкого давления на степень расширения вскипающей струи жидкого азота
Российский научный фонд, 23-29-00309
Болотнова Р.Х.1, Коробчинская В.А.1,2, Гайнуллина Э.Ф.1,2
1Институт механики им. Р.Р. Мавлютова – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук
2Уфимский университет науки и технологий, Уфа, Россия
Email: bolotnova@anrb.ru, buzina_lera@mail.ru, elina.gef@yandex.ru
Поступила в редакцию: 27 апреля 2024 г.
В окончательной редакции: 28 июня 2024 г.
Принята к печати: 30 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 23 декабря 2024 г.
Исследована динамика вскипания струи криогенного азота при истечении через тонкое коническое сопло в вакуумную камеру из сосуда высокого давления. Для описания процесса предложена пространственная осесимметричная двухфазная модель парожидкостной смеси в двухтемпературном, двухскоростном, однодавленческом приближениях, учитывающая неравновесные процессы испарения и конденсации. Предполагается, что скорость массообмена жидкость-пар зависит от числа и радиуса пузырьков, степени перегрева по температуре, теплоты парообразования и теплопроводности. Рассмотрены режимы формирования полей скоростей струйного потока и получены количественные оценки величины угла распыления в струе в зависимости от начального давления в вакуумной камере. Достоверность полученных результатов оценена путем сопоставления с экспериментальными данными. Ключевые слова: жидкий азот, вскипающая струя, криогенные температуры, вакуумная камера, численное моделирование.
- A. Rees, H. Salzmann, J. Sender, M. Oschwald, in 8th Eur. Conf. for aeronautics and space sciences (EUCASS) (Madrid, Spain, 2019). DOI: 10.13009/EUCASS2019-418
- R.Kh. Bolotnova, V.A. Korobchinskaya, E.F. Gainullina, Lobachevskii J. Math., 44 (5), 1579 (2023). DOI: 10.1134/S1995080223050104
- Р.Х. Болотнова, В.А. Коробчинская, Э.Ф. Гайнуллина, Письма в ЖТФ, 49 (24), 46 (2023). DOI: 10.61011/PJTF.2023.24.56872.107A [R.Kh. Bolotnova, V.A. Korobchinskaya, E.F. Gainullina, Tech. Phys. Lett., 49 (12), 108 (2023). DOI: 10.61011/TPL.2023.12.57601.107A]
- Р.И. Нигматулин, Динамика многофазных сред (Наука, М., 1987), ч. 1. [R.I. Nigmatulin, Dynamics of multiphase media (Hemisphere, N.Y., 1990).]
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Теоретическая физика. Гидродинамика (Наука, М., 1986), ч. 6. [L.D. Landau, E.M. Lifshitz, Course of theoretical physics. Fluid mechanics (Pergamon, N.Y., 1987).]
- D.Y. Peng, D.B. Robinson, Ind. Eng. Chem. Fundamen., 15 (1), 59 (1976). DOI: 10.1021/i160057a011
- Р.И. Нигматулин, Р.Х. Болотнова, ТВТ, 49 (2), 310 (2011). [R.I. Nigmatulin, R.Kh. Bolotnova, High Temp., 49 (2), 303 (2011). DOI: 10.1134/S0018151X11020106]
- В.В. Сычев, А.А. Вассерман, А.Д. Козлов, Г.А. Спиридонов, В.А. Цымарный, Термодинамические свойства азота (Изд-во стандартов, М., 1977)
- Р.Х. Болотнова, В.А. Бузина, М.Н. Галимзянов, В.Ш. Шагапов, Теплофизика и аэромеханика, 19 (6), 719 (2012)
- OpenFOAM. The open source computational fluid dynamics (CFD) toolbox [Электронный ресурс]. http://www.openfoam.com
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.