ГАЗОКАПЕЛЬНЫЕ ТУРБУЛЕНТНЫЕ СТРУИ С ФАЗОВЫМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ И СОУДАРЕНИЯМИ КАПЕЛЬ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С использованием разработанной математической модели газокапельной неизотермической турбулентной струи проведено численное исследование влияния фазовых превращений и соударений капель на параметры этой струи. При проведении математического моделирования двухфазного струйного течения рассматривался случай истечения из сопла гетерогенной среды в неподвижный газ с температурой, существенно превышающей температуру фаз на срезе сопла. Расчеты, выполненные для различных значений объемной концентрации капель на срезе сопла (в начальном сечении струи), показали, что при значении этой концентрации порядка 10–4 соударения капель не оказывают существенного влияния на параметры струи; это влияние начинает проявляться при начальной концентрации капель порядка 5 · 10–4 и становится заметным при ее значении, равном 10–3. В отличие от соударений капель, фазовые превращения оказывают заметное влияние на параметры струи во всем рассмотренном диапазоне изменения начальной концентрации капель: от 10–4 до 10–3.

Об авторах

Ю. В. Зуев

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Email: yuri_zuev@bk.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Mostafa A.A., Elghobashi S.E. A two-equation turbulence model for jet flows laden with vaporizing droplets // Int. J. Multiph. Flow. 1985. V. 11. No. 4. P. 515–533. https://doi.org/10.1016/0301-9322(85)90073-4
  2. Mostafa A.A., Mongia H.C. On the modeling of turbulent evaporating sprays: Eulerian versus Lagrangian approach // Int. J. Heat Mass Tranf. 1987. V. 30. No. 12. P. 2583–2593. https://doi.org/10.1016/0017-9310(87)90139-6
  3. Пахомов М.А., Терехов В.И. Численное исследование турбулентной структуры полидисперсной двухфазной струи с испаряющимися каплями // Математическое моделирование. 2016. Т. 28. № 11. С. 64–78.
  4. De S., Lakshmisha K.N. Simulations of Evaporating Spray Jet in a Uniform Co-Flowing Turbulent Air Stream // Int. J. Spray Combust. Dyn. 2009. V. 1. No. 2. P. 169–198. https://doi.org/10.1260/175682709788707459
  5. Таунсенд А.А. Структура турбулентного потока с поперечным сдвигом / Пер. с англ. Г.И. Баренблатта; Под ред. А.Н. Колмогорова. – М. : Изд-во иностр. лит., 1959. 399 с.
  6. Вараксин А.Ю. Двухфазные потоки с твердыми частицами, каплями и пузырями: проблемы и результаты исследований (обзор) // ТВТ. 2020. Т. 58. № 4. С. 646–669. https://doi.org/10.31857/S004036442004016X
  7. Вараксин А.Ю. Гидрогазодинамика и теплофизика двухфазных потоков с твердыми частицами, каплями и пузырями (обзор) // ТВТ. 2023. Т. 61. № 6. С. 926–948. https://doi.org/10.31857/S0040364423060169
  8. Picano F., Sardina G., Gualtieri P., Casciola C.M. Anomalous memory effects on transport of inertial particles in turbulent jets // Phys. Fluids. 2010. V. 22. No 5. 031005. P. 1–4.
  9. Wang J., Dalla Barba F., Picano F. Direct numerical simulation of an evaporating turbulent diluted jet-spray at moderate reynolds number // Int. J. Multiph. Flow. 2021. V. 137. Article 103567. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2021.103567
  10. Зуев Ю.В. О некоторых причинах немонотонного изменения концентрации дискретной фазы в двухфазной турбулентной струе // Изв. РАН. МЖГ. 2020. № 2. С. 51–60. https://doi.org/10.1134/S0015462820020147
  11. Зуев Ю.В. Об использовании критерия Стокса при математическом моделировании двухфазных струйных течений // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем. науки. 2019. Т. 161. Кн. 3. С. 341–354. https://doi.org/10.26907/2541-7746.2019.3.341-354
  12. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред: в 2 ч. М.: Наука, 1987. Ч. 1. 464 с.
  13. Хинце И.О. Турбулентность, ее механизм и теория. М.: Физматгиз, 1963. 680 с.
  14. Стернин Л.Е., Шрайбер А.А. Многофазные течения газа с частицами. М.: Машиностроение, 1994. 320 с.
  15. Стернин Л.Е. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М.: Машиностроение, 1974. 212 с.
  16. Fuchs N.A. Evaporation and droplet growth in gaseous media. London: Pergamon Press, 1959. 80 p.
  17. Friedlander S.К. Smoke, Dust and Haze: Fundamentals of Aerosol Behavior. – New York: Wiley & Sons, 1977. 317 p.
  18. Васенин И.М., Архипов В.А., Бутов В.Г., Глазунов А.А., Трофимов В.Ф. Газовая динамика двухфазных течений в соплах. Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1986. 264 с.
  19. Абрамович Г.Н., Гиршович Т.А., Крашенинников С.Ю., А.Н. Секундов А.Н., Смирнова И.П. Теория турбулентных струй / Под ред. Г.Н. Абрамовича. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1984. 716 с.
  20. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Решетников В.А., Истомин Е.А. Выбор критериев и определение их значений для оценки характера взаимодействия фаз в двухфазных турбулентных струях // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. № 1. С. 42–54.
  21. Турбулентность. Принципы и применения / Под ред. У. Фроста, Т. Моулдена. М.: Мир, 1980. 535 с.
  22. Крашенинников С.Ю. К расчету осесимметричных закрученных и незакрученных турбулентных струй // Изв. АН СССР. МЖГ. 1972. № 3. С. 71–80.
  23. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2-х т., Т. 2: Пер. с англ. Мир, 1990. 392 с.
  24. Шрайбер А.А., Гавин Л.Б., Наумов В.А., Яценко В.П. Турбулентные течения газовзвеси. Киев: Наук. Думка, 1987. 240 с.
  25. Yule A.J., Seng C.Ah., Felton P.G., Ungut A., Chigier N.A. A Study of Vaporizing Fuel Sprays by Laser Techniques // Comb. Flame. 1982. № 44. P. 71–84. https://doi.org/10.1016/0010-2180(82)90064-5

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025