Calculation of interfacial heat and mass transfer in a spraying apparatus with a conical shape of the phase mixing chamber and one nozzle

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents new details of the algorithm and results of calculation of heat and mass transfer of water with air in a conical atomizing apparatus taking into account the early crisis of droplet resistance and the accompanying crisis of heat and mass transfer. The basis of the used mathematical model is non-stationary differential equations of compressible medium flow, supplemented by equations of heat and mass transfer from droplets to gas. In the difference analogs of the continuity and phase motion equations, the well-known explicit Lax-Vendroff scheme is used. The calculated distributions of velocities, phase temperatures, gas pressure, densities of water vapor in air and saturated vapor above the droplet surface in a two-phase flow are presented. In the calculations, in particular, the dependences of the average gas and liquid temperatures in the outlet section of the apparatus and the gas flow rate through it on the gas pressure drop, as well as the liquid temperature on the height of the apparatus are established.

About the authors

N. N. Simakov

Yaroslavl Higher Military School of Air Defense

Author for correspondence.
Email: nik_simakov@mail.ru
Yaroslavl, Russia

References

  1. Гельперин Н.И., Басаргин Б.Н., Звездин Ю.Г.О гидродинамике жидко-газовых инжекторов с диспергированием рабочей жидкости // Теорет. основы хим. технологии. 1972. Т. 6. № 3. C. 434.
  2. Simakov N.N.Calculation of Interphase Mass Transfer in a Spray Flow Produced by a Nozzle with Account of Crisis // Tech. Phys. 2020. V. 65 № 4. P. 534. [Симаков Н.Н.Расчет межфазного массообмена вфакеле распыла форсунки с учетом кризиса // Журн. техн. физики. 2020. Т. 90. № 4. С. 560.]
  3. Simakov N.N.Liquid Spray from Nozzles. Cham: Springer Nature Switzerland AG, 2020.
  4. Simakov N.N.Calculation of the Interphase Heat and Mass Transfer in a Nozzle Spray Cone Taking into Account the Drag Crisis and the Heat and Mass-Transfer Crisis // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2022. V. 56. № 3. P. 339. [Симаков Н.Н.Расчет межфазного тепломассообмена в факеле распыла форсунки с учетом кризиса сопротивления и тепломассообмена // Теорет. основы хим. технологии. 2022. Т. 56. № 3. C. 345.]
  5. Simakov N.N.Comparative Calculation of the Interphases Heat and Mass Transfer in a Spray Apparatus for the Regimes of Cocurrent and Countercurrent of Phases with Consideration of the Drag Crisis and Heat and Mass Transfer Crisis // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2023. V. 57. № 5. P. 967. [СимаковН.Н.Сравнительный расчетмежфазного тепло- и массообмена в распылительном аппарате для режимов прямо- и противотока фаз с учетом кризисов сопротивления и тепломассоотдачи//Теорет. основы хим. технологии. 2023. Т. 57. № 5. С. 617.]
  6. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных систем. Ч. 1. М.: Наука, 1987.
  7. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Наука,1984.
  8. Шлихтинг Г.Теория пограничного слоя / Пер. с немецкого. М.: Наука, 1974.
  9. Torobin L.B., Gauvin W.H.Fundamental Aspects of Solids−Gas Flow. Part 1: Introductory Conceptsand Idealized Motion in Viscous Regime // Can. J. Chem. Eng. 1959. V. 37. № 4. P. 129.
  10. Лойцянский Л.Г.Механикажидкости и газа. М.: Наука, 1978.
  11. Ландау Л.Д., ЛифшицЕ.М.Теоретическая физика. Т. IV. Гидродинамика. М.: Наука, 1988.
  12. Torobin L.B., Gauvin W.H.Fundamental aspects of solids-gas flow. Part 5:The Effect of Fluid Turbulence on the Particle Drag Coefficient // Can. J. Chem. Eng. 1960. V. 38. № 6. P. 189.
  13. Пигарев В.Е., Архипов П.Е.Холодильные машины и установки кондиционирования воздуха. М.: Маршрут, 2003.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».