Влияние гомогенной нуклеации на интенсивность процессов испарения/конденсации

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Предложен подход, основанный на прямом численном решении кинетического уравнения Больцмана, позволяющий учитывать влияние процесса гомогенной нуклеации на интенсивность переноса массы в задаче о переконденсации. На базе сравнения масштабов времени образования капли критического размера, а также времени распространения пересыщения показана возможность осуществлять описание рассматриваемой задачи в два этапа – без учета влияния капель на первом и с учетом на втором. Результаты расчетов показали, что в случае неподвижных капель наблюдается сильное влияние объемной конденсации на интенсивность процесса испарения/конденсации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Ю. Левашов

Институт Механики МГУ

Автор, ответственный за переписку.
Email: vyl69@mail.ru
Россия, Мичуринский проспект 1, Москва, 119192

А. П. Крюков

Институт Механики МГУ; Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Email: vyl69@mail.ru
Россия, Мичуринский проспект 1, Москва, 119192; ул. Красноказарменная 14, Москва, 111250

И. Н. Шишкова

Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Email: vyl69@mail.ru
Россия, ул. Красноказарменная 14, Москва, 111250

Список литературы

  1. Крюков А.П., Левашов В.Ю., Жаховский В.В., Анисимов С.И. Тепло и массоперенос на межфазных поверхностях конденсат – пар // Успехи физических наук. 2021. Т. 191. № 2. С. 113–146. https://doi.org/10.3367/UFNr.2020.04.038749
  2. Labuntsov D.A., Kryukov A.P. Analysis of intensive evaporation and condensativon // Int. J. Heat Mass Transf. 1979. V. 22. № 7. P. 989–1002. https://doi.org/10.1016/0017-9310(79)90172-8
  3. Kalikmanov V.I. Nucleation Theory. Springer Netherlands, 2013. P. 17.
  4. Левашов В.Ю., Майоров В.О., Крюков А.П. Влияние гомогенной нуклеации на параметры пара вблизи поверхности испарения: упрощенный подход // Письма в Журнал технической физики. 2022. Т. 48. № 21. С. 6–9. https://doi.org/10.21883/PJTF.2022.21.53703.19342
  5. Левашов В.Ю., Майоров В.О., Крюков А.П. Изменение величины испарительного потока в результате объемной конденсации пара вблизи межфазной поверхности // Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 10. С. 9–12. https://doi.org/10.21883/PJTF.2023.10.55426.19532
  6. Kryukov A.P., Podcherniaev O., Hall P.H., Plumley D.J., Levashov V.Yu., Shishkova I.N. Selective water vapor cryopumping through argon // Journal of Vacuum Science and Technology A. 2006. V. 24. № 4. P. 1592–1596. https://doi.org/10.1116/1.2194928
  7. Крюков А.П., Левашов В.Ю., Шишкова И.Н. Исследование течений газопылевой смеси методами молекулярно-кинетической теории // Инженерно-физический журнал. 2002. Т. 75. № 4. С. 12–17.
  8. Шишкова И.Н., Ястребов А.К. Испарение и конденсация при наличии наночастиц в объеме пара // Коллоидный журнал. 2015. Т. 77. № 5. С. 669–675. https://doi.org/10.7868/S0023291215050171
  9. Крюков А.П., Левашов В.Ю., Шишкова И.Н. Течение пара при наличии процессов испарения-конденсации на твердых частицах // Прикладная механика и техническая физика. 2004. Т. 45. № 3. С. 119–128.
  10. Коган М.Н. Динамика разреженного газа. М.: Наука, 1967. 440 с.
  11. Аристов В.В., Черемисин Ф.Г. Прямое численное решение кинетического уравнения Больцмана. М: Вычислительный Центр РАН. 1992.
  12. Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы. М.: Наука, 1970. 272 с.
  13. Фисенко С.П. Микроструктура поля пересыщения при гомогенной нуклеации в парогазовой смеси // Журнал технической физики. 2013. Т. 83. № 5. С. 35–40. https://doi.org/10.21883/PJTF.2022.21.53703.19342
  14. Feder J., Russell K.C., Lothe J., Pound G.M. Homogeneous nucleation and growth of droplets in vapours // Advances in Physics. 1996. V. 15. № 57. P. 111–178. https://dx.doi.org/10.1080/00018736600101264
  15. Жуховицкий Д.И. Теория гомогенной нуклеации с поправкой на размер кластеров // Теплофизика высоких температур. 1994. Т. 32. № 2. С. 261–266.
  16. Zhukhovitskii D.I. Molecular dynamics study of cluster evolution in supersaturated vapor // The Journal of Chemical Physics 1995. V. 103. № 21. P. 9401–9407. https://doi.org/10.1063/1.470000
  17. Diemand J., Angelil R., Tanaka K.K., Tanaka H. Large scale molecular dynamics simulations of homogeneous nucleation // The Journal of Chemical Physics 2013. V. 139. № 7. P. 074309. https://doi.org/10.1063/1.4818639
  18. Терешкин В.С., Левашов В.Ю. Молекулярно-динамический поход к исследованию гомогенной нуклеации // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Тезисы докладов XXIV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева, посвященная 100-летию академика В.Е. Алемасова. Казань. ООО ПК «Астор и Я». 2023. С. 152–153.
  19. Стернин Л.Е. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М.: Машиностроение, 1974.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема задачи.

Скачать (49KB)
3. Рис. 2. Изменение степени пересыщения в различные моменты времени. (а) – интервал времени между линиями 10t0, (б) – интервал времени между линиями 100t0.

Скачать (228KB)
4. Рис. 3. Временные эволюции макропараметров в исследуемой области: (а) – плотность, (б) – температура.

Скачать (204KB)
5. Рис. 4. Начальная числовая плотность центров ну‑ клеации в момент времени t = 300t0.

Скачать (81KB)
6. Рис. 5. Распределения концентрации пара (N) – сплошные линии, температуры (T) – пунктирные линии для различных моментов времени.

Скачать (124KB)
7. Рис. 6. Изменение массового потока вдоль координаты для различных моментов времени.

Скачать (103KB)
8. Рис. 7. Изменение степени пересыщения вдоль координаты для различных моментов времени.

Скачать (119KB)
9. Рис. 8. Изменение диаметров кластеров вдоль координаты для различных моментов времени.

Скачать (93KB)

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах