Устойчивость и тепломассоперенос в тонких пленках жидкости в присутствии потока газа : отчет о НИР

Описание

Перевод названия: Stability and heat-mass transfer in thin liquid films at the presence of gas flow

Тип публикации: отчёт о НИР

Год издания: 1995

Аннотация: Впервые теоретически и экспериментально изучены гидродинамика и волнообразование на слое жидкости (ривулете), стекающем по наружной поверхности наклонного цилиндра и по системе из двух цилиндров. С этой целью был создан ряд экспериментальных установок, разработаны амплитудный (с использованием световодов) и теневой методы измеренияПоказать полностьюлокальной толщины пленки жидкости и применен электродиффузионный метод. Для жидкостей с различными физическими свойствами изучены волновые режимы, найдены критические условия срыва жидкости, измерены поля локальных характеристик, определены законы трения. Обнаружены новые типы волн, в том числе впервые наблюдались стационарные трехмерные волны. В теоретической части, на основе метода функций Грина разработан метод расчета вязкого двумерного течения жидкости с произвольным сочетанием свободных и твердых границ. Проведены расчеты формы свободной границы ривулета, поля скоростей, трения, а также проведен линейный анализ устойчивости. Построена асимптотическая теория гладкого ривулета и мостикового течения между двумя наклонными цилиндрами, проведены расчеты основных характеристик в широком диапазоне изменения параметров. Таким образом, сформулировано новое направление в физике стекающих пленок жидкости - течение ривулетов по наклонным цилиндрическим поверхностям и заложены его экспериментальная и теоретическая основы. Для двумерных и трехмерных пленок жидкости в присутствии потока газа на основе интегрального подхода с учетом неавтомодельности профиля скорости выведены модельные двухволновые уравнения, проведены расчеты линейной устойчивости с использованием различных моделей для напряжений на возмущенной поверхности раздела. На основе уравнения Ора-Зоммерфельда численно рассчитаны дисперсионные кривые для случая совместного течения пленки жидкости и газа вдоль наклонной пластины. Показана область применимости интегрального метода. Создана экспериментальная установка (двухфазный гидродинамический контур) для исследования пленочных течений жидкости со спутным или противоточным потоком газа в регулярных упаковках массообменных насадок. Проведены эксперименты по диагностике сухих пятен и волновых режимов на поверхности массообменной насадки. The hydrodynamics and wave formation in liquid layer (rivulet), moving along the outer surface of an inclined cylinder and along the set of cylinders, are first studied theoretically and experimentally. For this purpose a number of special experimental installations was created, the amplitude and shadow methods of measuring the local film thickness were developed and the electrodiffusion method was applied. For different liquids the wave regimes were studied, the critical conditions of liquid ejection were obtained, the local characteristics were measured and friction laws were determined. New types of waves were found, thus the stationary three-dimensional waves firstly were observed. Using method of Green's functions the method of calculating two-dimensional flow of viscous fluid with arbitrary combination of free and solid boundaries was developed. The computations of rivulet profiles, velocity field and wall shear stress were performed and linear stability of flow was analyzed. The asympthotic theory of the smooth rivulet and bridge flow was created and the main flow characteristics in the wide range of parameters were calculated. Hereby, the new direction is enunciated in the physics of falling liquid films and its experimental and theoretical basis is established. Model two-wave equations for two- and three-dimensional flows of liquid film and turbulent gas are derived on the basis of the integral approach with allowing for the non-selfsimilarity of velocity profile. The computations of linear stability with using different models for stresses at disturbed interphase surface are fulfilled. On the basis of Orr-Sommerfeld equation the numerical computation of dispersive curves was fulfilled for the liquid film flowing along an inclined plate in the presence of gas stream. The area of validation of integral method is shown. The experimental installation (two-phase hydrodynamical contour) was created for the investigation of film-gas flows inside the different kinds of regular mass-exchange packings. The experiments were fulfilled on the diagnostics of dry spots and wave regimes at the packing surface.p

Ссылки на полный текст

Персоны

  • Алексеенко С.В. (Институт теплофизики им. Кутателадзе СО PАH (ИТиК СО PАH))
  • Актершев С.П. (Институт теплофизики им. Кутателадзе СО PАH (ИТиК СО PАH))
  • Антипин В.А. (Институт теплофизики им. Кутателадзе СО PАH (ИТиК СО PАH))
  • Бильский А.В. (Институт теплофизики им. Кутателадзе СО PАH (ИТиК СО PАH))
  • Бобылев А.В. (Институт теплофизики им. Кутателадзе СО PАH (ИТиК СО PАH))
  • Евсеев А.Р. (Институт теплофизики им. Кутателадзе СО PАH (ИТиК СО PАH))
  • Маркович Д.М. (Институт теплофизики им. Кутателадзе СО PАH (ИТиК СО PАH))
  • Покусаев Б.Г. (Институт теплофизики им. Кутателадзе СО PАH (ИТиК СО PАH))

Вхождение в базы данных