ПРЕДИСЛОВИЕ ..................................................... 5
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ..................................... 9
ГЛАВА 1. Основные положения принципа дискретно-импульсного
ввода энергии ......................................... 11
1.1. Анализ традиционных методов интенсификации ................ 13
1.2. Особенности интенсификации гидромеханических и
тепломассообменных процессов .............................. 15
1.3. Непроизводительные энергозатраты, связанные с
интенсификацией технологических процессов ................. 18
1.4. Основные факторы, определяющие интенсификацию
массообменных и гидромеханических процессов ............... 22
1.5. Преимущества импульсного и дискретного ввода энергии в
аппарат ................................................... 25
1.6. Альтернативные подходы к интенсификации
тепломассообменных и гидродинамических процессов в
дисперсных средах ......................................... 28
1.6.1. Концепция локальной изотропной турбулентности ...... 28
1.6.2. Концепция дискретно-импульсного ввода энергии ...... 31
1.7. Основные механизмы дискретно-импульсного ввода энергии .... 33
1.7.1. Эффекты, связанные с ускоренным движением
непрерывной фазы ................................... 34
1.7.2. Действие сдвиговых напряжений ...................... 37
1.7.3. Кавитационные механизмы ............................ 38
1.7.4. Механизм взрывного вскипания ....................... 39
1.7.5. Коллективные эффекты в ансамбле пузырьков .......... 40
1.7.6. Возмущение межфазной поверхности в
газожидкостных пузырьковых средах .................. 41
1.8. Трансформация энергии в механизмах дискретно-
импульсного ввода энергии ................................. 43
1.9. Термодинамическое обоснование принципа дискретно-
импульсного ввода энергии ................................. 45
1.10.Критерии эффективности механизмов дискретно-импульсного
ввода энергии ............................................. 51
1.11.Энергетические аспекты использования принципа
дискретно-импульсного ввода энергии ....................... 55
1.12.Преимущества аппаратов дискретно-импульсного ввода
энергии с точки зрения энергосбережения ................... 58
1.13.Заключение ................................................ 60
ГЛАВА 2. Математическая модель динамики единичного
парогазового пузырька ................................. 64
2.1. Использование методов математического моделирования
при исследовании динамики пузырьков ....................... 65
2.2. Основные положения модели ................................. 73
2.3. Уравнение движения ........................................ 75
2.4. Физическая интерпретация уравнения Рэлея .................. 79
2.5. Давление в жидкости на границе с пузырьком ................ 82
2.6. Движение поверхности пузырька ............................. 84
2.7. Давление и плотность парогазовой среды внутри пузырька .... 85
2.8. Температура пара внутри пузырька .......................... 88
2.9. Тепло- и массоперенос через межфазную поверхность ......... 88
2.10.Перенос теплоты в жидкой фазе ............................. 92
2.11.Температурное поле в окрестности осциллирующего
пузырька .................................................. 95
2.12.Изменение внешнего давления .............................. 107
2.13.Учет теплофизических параметров .......................... 109
2.14.Поле скоростей в жидкости в окрестности пузырька ......... 114
2.15.Поле давлений в окрестности пузырька ..................... 114
2.16.Основные уравнения модели ................................ 115
ГЛАВА 3. Исследование динамики парового пузырька в
процессах кипения .................................... 119
3.1. Анализ теоретических исследований процессов кипения ...... 119
3.2. Анализ экспериментов по динамике пузырька при
вскипании слабо перегретых жидкостей ..................... 138
3.3. Рост пузырька в условиях кипения сильно перегретых
жидкостей. Взрывное вскипание ............................ 150
3.3.1. Анализ эксперимента по взрывному вскипанию
перегретых капель ................................. 152
3.4. Заключение ............................................... 160
ГЛАВА 4. Исследование динамики пузырьков в процессах
гидродинамической и паровой кавитации ................ 161
4.1. Состояние проблемы ....................................... 161
4.2. Анализ экспериментальных данных по динамике парового
пузырька в процессах гидродинамической кавитации ......... 166
4.3. Схлопывание пузырьков с перегретым паром в недогретой
жидкости ................................................. 176
4.3.1. Исследование влияния режимных параметров на
динамику пузырька ................................. 180
4.3.2. Тепло- и массоперенос через межфазную
поверхность при схлопы-вании пузырька ............. 187
4.3.3. Динамика кавитационного пузырька в присутствии
постороннего газа ................................. 190
4.4. Поступательное движение осциллирующих пузырьков в
процессах кавитации ...................................... 195
4.4.1. Уравнение движения пузырька ....................... 196
4.4.2. Взаимодействие пульсирующих пузырьков в
процессе паровой кавитации ........................ 199
4.4.3. Схлопывание кавитационных пузырьков вблизи
твердой поверхности ............................... 207
ГЛАВА 5. Динамика паровых пузырьков в акустическом поле ....... 213
5.1. Динамика парового пузырька в жидкости вблизи ее точки
кипения при воздействии акустического поля ............... 217
5.2. Динамика паровых пузырьков в холодной жидкости под
действием акустического поля ............................. 224
5.3. Взаимодействие пульсирующих пузырьков в акустическом
поле ..................................................... 232
5.4. Критерий разрушения кавитационных пузырьков .............. 246
5.4.1. Гидродинамическая кавитация ....................... 251
5.4.2. Паровая кавитация ................................. 255
5.4.3. Акустическая кавитация ............................ 259
ГЛАВА 6. Математическое моделирование динамики ансамбля
паровых пузырьков .................................... 264
6.1. Состояние проблемы ....................................... 264
6.2. Динамика пузырька в ансамбле в приближении ячеечной
модели ................................................... 269
6.3. Модификация ячеечной модели .............................. 274
6.4. Моделирование течения жидкости в межпузырьковом
пространстве динамически развивающегося ансамбля ......... 278
6.5. Анализ результатов расчета ............................... 283
6.5.1. Динамика роста и схлопывания пузырьков в
ансамбле .......................................... 284
6.5.2. Поле скоростей и давлений в межпузырьковом
пространстве ...................................... 288
ГЛАВА 7. Моделирование течения парожидкостных потоков
пузырьковой структуры ................................ 292
7.1. Состояние проблемы ....................................... 293
7.1.1. Равновесные модели ................................ 294
7.1.2. Неравновесные модели .............................. 296
7.1.3. Анализ неравновесных моделей ...................... 299
7.2. Модель истечения адиабатно вскипающей жидкости ........... 305
7.2.1. Основные положения модели ......................... 305
7.2.2. Нестационарное истечение .......................... 308
7.2.3. Стационарное истечение ............................ 315
ГЛАВА 8. Аналитическое исследование истечения вскипающих
потоков .............................................. 317
8.1. Нестационарное истечение вскипающей жидкости ............. 317
8.2. Стационарное истечение вскипающей жидкости ............... 328
8.3. Учет относительного движения паровой фазы во вскипающих
потоках .................................................. 336
8.4. Критический режим течения ................................ 341
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................. 350
|
