Перевод названия: Characteristics of a Two-Layer Flow with Evaporation in a Plane Channel Subjected to Heating from the Bottom
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2018
Идентификатор DOI: 10.14258/izvasu(2018)4-10
Ключевые слова: конвективные течения, испарение, точные решения, устойчивость, спектр характеристических возмущений
Аннотация: Исследуются особенности конвективных режимов, возникающих в двухслойной системе в условиях фазового перехода. Математическая модель для описания испарительной конвекции в бесконечном горизонтальном канале основана на аппроксимации Обербека - Буссинеска уравнений Навье - Стокса и соотношениях на термокапиллярной границе раздела. ТочПоказать полностьюное решение определяющих уравнений - аналог решения Остроумова - Бириха - имеет групповую природу и позволяет учесть одновременное наличие горизонтального и вертикального градиентов температуры и влияние термодиффузионных эффектов (прямого и обратного) в парогазовой смеси и на межфазной границе. Описаны тепловая и топологическая структуры совместных течений испаряющейся жидкости и смеси ее паров с инертным газом, изучены характеристики паросодержания в верхнем слое. В работе приведены новые результаты по исследованию устойчивости изучаемого точного решения уравнений конвекции. Представлены типичные формы возникающих характеристических возмущений в условиях равных продольных температурных градиентов на внешних стенках канала и ненулевого поперечного перепада температуры. Описаны определяющие механизмы, отвечающие за формирование каждого типа структур. Features of convective regimes arising in a twolayer system with a phase transition are investigated. A mathematical model to describe the evaporative convection in an infinite horizontal channel is based on the Oberbeck - Boussinesq approximation of the Navier - Stokes equations and on the relations on the thermocapillary interface. An exact solution of the governing equations is the Ostroumov - Birikh solution analog. It has a group origination and allows one to take into account simultaneous presence of horizontal and vertical temperature gradients and influence of thermodiffusion effects (direct and inverse) both in the gas-vapor mixture and on the interface. Thermal and topological patterns of the joint flows of an evaporating liquid and a mixture of its vapor with an inert gas are described. Characteristics of vapor quality in the upper layer are studied. New results on stability of the exact solution under given consideration are presented in the paper. Typical forms of arising characteristic perturbations are calculated for the case of equal longitudinal temperature gradients on the external channel walls and of nonzero transversal temperature drop. Governing mechanisms responsible for the formation of each type of the structures are described.
Журнал: Известия Алтайского государственного университета
Выпуск журнала: № 4
Номера страниц: 56-61
ISSN журнала: 15619443
Место издания: Барнаул
Издатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет"