ПРОГНОСТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИСПАРЕНИЯ КАПЕЛЬ ВОДЫ В ГАЗОВЫХ СРЕДАХ С РАЗЛИЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ

Проанализирована возможность использования трех моделей теплопереноса на основе обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) с учетом соответствующих эндотермических фазовых превращений для прогнозирования интегральных характеристик испарения капель жидкости (на примере воды) в газовых средах с разной температурой. Рассмотрены известные постановки с "диффузионным" и "кинетическим" приближениями к описанию процесса испарения, а также разработана новая модель с учетом ап- роксимаций, полученных по результатам проведенных экспериментов (с применением высокоскоростных камер и кросскорреляционных программно-аппаратных комплексов). Контролировались две интегральные характеристики процесса испарения: массовая скорость парообразования и время существования (полного испарения) капли. Сопоставление результатов моделирования с экспериментальными данными позволило сформулировать вывод о целесообразности применения моделей "диффузионной" и "фазового перехода" на основе ОДУ в ограниченном температурном диапазоне (до 600 K). При высоких температурах газов (особенно более 1000 K) удовлетворительную корреляцию с экспериментальными данными позволяет получить модель, учитывающая существенно нелинейную зависимость скорости парообразования от температуры, формирование буферного слоя (из водяных паров) между каплей и газовой средой и основные механизмы теплопереноса в жидкости и газовой среде.
  Автор:  О. В. Высокоморная, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак
Ключевые слова:  капля, вода, высокотемпературные газы, теплоперенос, испарение, скорость паро- образования, время существования, моделирование
Стр:  648