Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.33048/SIBJIM.2022.25.310
Ключевые слова: liquid films, flow regimes, evaporative cooling system, experiment, numerical simulation, VOF method, жидкие плёнки, режимы течения, испарительная система охлаждения, эксперимент, численное моделирование, vof-метод
Аннотация: Разработана пространственная математическая модель течения плёнки жидкости, увлекаемой потоком газа в плоском горизонтальном миниканале в изотермических условиях. Проведено численное моделирование режимов течения плёнки в испарительной системе охлаждения. Исследованы зависимости развития деформаций от управляющих параметров движениПоказать полностьюя - чисел Рейнольдса для жидкости и газа. В результате численного моделирования подтверждены обнаруженные в эксперименте гидродинамические режимы течения. Таким образом были рассмотрено пять различных режимов: заливание канала, режим гладкой плёнки, двумерные волны, трёхмерные волны и разрыв плёнки. Анализ результатов моделирования показал, что модель качественно верно воспроизводит все особенности поведения плёнки в исследованных режимах. Получено удовлетворительное согласие расчёта и эксперимента по форме поверхности и толщине плёнки, по длинам волн и частотам прохождения гребней. Показано, что расчёт в целом хорошо воспроизводит начало развития неустойчивости в плёнке жидкости. A three-dimensional mathematical model of the flow of a liquid film carried away by a gas flow in a flat horizontal minichannel under isothermal conditions has been developed. A numerical simulation of the film flow regimes in the evaporative cooling system has been carried out. Dependences of the development of the deformation on the control parameters of motion, such as the Reynolds numbers for liquid and gas, are studied. The hydrodynamic flow regimes found in the experiment were confirmed by the results of numerical simulation. Thus, five different modes were considered: channel flooding, smooth film, two-dimensional waves, three-dimensional waves and film rupture. An analysis of the simulation results showed that the model qualitatively correctly reproduces all the features of the film behaviour in the studied modes. A satisfactory agreement between the calculation and experiment results was obtained in terms of the surface shape and film thickness, as well as in terms of wavelengths and ridge passing frequencies. It is shown that the calculation well reproduces in a whole the beginning of the instability development in a liquid film.
Журнал: Сибирский журнал индустриальной математики
Выпуск журнала: Т.25, №3
Номера страниц: 104-119
ISSN журнала: 15607518
Место издания: Новосибирск
Издатель: Институт математики им. С.Л. Соболева СО РАН, Сибирское отделение РАН