Гидродинамические особенности процессов истечения вскипающей жидкости
Р. Х. Болотнова1, В. А. Бузина2, М. Н. Галимзянов2, В. Ш. Шагапов1
1 Институт механики Уфимского научного центра РАН 2 Институт механики Уфимского научного центра РАН; ФГБОУ ВПО "Башкирский государственный университет" bolotnova@anrb.ru
Ключевые слова: разгерметизация, истечение вскипающей жидкости, математическое и численное моделирование
Страницы: 719-730
Аннотация
Исследуются нестационарные процессы истечения вскипающей жидкости при разгерметизации трубы высокого давления, сопровождающиеся прохождением быстрой волны разрежения и установлением режима истечения, когда в процессе экспериментов в жидкости внутри трубы значительное время фиксируется постоянное давление, соответствующее перегретому состоянию. Для описания процесса принята двухфазная, гомогенная, односкоростная, однотемпературная, однодавленческая модель парожидкостной среды. Термодинамические свойства воды и пара описываются единым широкодиапазонным уравнением состояния в аналитической форме. Интенсивность испарения принимается зависящей от числа и радиуса пузырьков, степени перегрева, теплоты парообразования, коэффициента теплопроводности и чисел Нуссельта и Якоба. Предложено объяснение долговременного нахождения жидкости в перегретом состоянии, связанное с капиллярными эффектами на межфазной границе при ограничении радиуса пузырьков и ростом объемного паросодержания за счет зарождения новых пузырьков на неоднородных примесных частицах. На завершающей стадии парообразование происходит при постоянном числе пузырьков за счет роста их радиуса. Получено удовлетворительное согласие с экспериментальными данными для регистрируемых зависимостей давления и объемного паросодержания.
|