probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2015-0-5-6-53-59probener-109Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGУсловия интенсивного испарения неоднородной капли воды в высокотемпературной газовой средеConditions of intensive evaporation of heterogeneous water droplet in high-temperature gaseous mediumВысокоморнаяО. В.VysokomornayaO. V.noemail@neicon.ruПискуновМ. В.PiskunovM. V.noemail@neicon.ruСтрижакП. А.StrizhakP. A.noemail@neicon.ruНациональный исследовательский Томский политехнический университетRussian Federation20150412201705-65359Copyright © Высокоморная О.В., Пискунов М.В., Стрижак П.А., 20172017Высокоморная О.В., Пискунов М.В., Стрижак П.А.Vysokomornaya O.V., Piskunov M.V., Strizhak P.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/109

Выполнено численное моделирование процессов теплопереноса при интенсивном испарении неоднородной (с твердым включением - углеродистой частицей) капли воды в высокотемпературной (более 800 К) газовой среде. Установлены характерные времена нагрева капли до условий интенсивного парообразования (достижения температуры кипения на границе раздела сред «твердое включение - жидкость»). Определено влияние на эти времена температуры внешней газовой среды, основных свойств материала включения. Выделены необходимые и достаточные условия интенсивного парообразования в системе «капля воды с твердым включением - высокотемпературные газы».

The numerical simulation of heat and mass transfer processes at intensive evaporation of a heterogeneous water droplet (with a solid inclusion - carbon particle) in a high-temperature (more than 800 K) gaseous medium in conducted. The characteristic periods of water droplet heating up to the conditions of an intensive vaporization (reaching of the boiling temperature at the interface “solid inclusion - liquid”) are established. The influence of external gaseous medium temperature, the main properties of inclusion material on these periods is determined. The necessary and sufficient conditions of the intensive vaporization in the system “water droplet with a solid inclusion - high-temperature gases” are pointed out.

капля водытвердое включениеуглеродистая частицаиспарениепарообразованиевысокотемпературные газынеобходимые и достаточные условияwater dropletsolid inclusioncarbon particleevaporationvaporizationhigh-temperature gasesnecessary and sufficient conditionsReferencesМелинова Л.В., Подберезный В.Л., Седлов А.С. Характеристики дистилляционных опреснительных установок // Энергетик. 2014. № 12. С. 17-21.Мелинова Л.В., Подберезный В.Л., Седлов А.С. Характеристики дистилляционных опреснительных установок // Энергетик. 2014. № 12. С. 17-21.Шарифуллин В.Н., Бадриев А.И., Шарифуллин А.В. Анализ влияния неравномерности распределения плотности орошения на процесс в башенной градирне // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2013. № 11-12. С. 24-26.Шарифуллин В.Н., Бадриев А.И., Шарифуллин А.В. Анализ влияния неравномерности распределения плотности орошения на процесс в башенной градирне // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2013. № 11-12. С. 24-26.Тулепбаев В.Б., Дьяченко И.Ю. Применение вакуумных выпаривателей для очистки сточных вод гальванического производства // Гальванотехника и обработка поверхности. 2008. Т. XVI. № 1. С. 40-45.Тулепбаев В.Б., Дьяченко И.Ю. Применение вакуумных выпаривателей для очистки сточных вод гальванического производства // Гальванотехника и обработка поверхности. 2008. Т. XVI. № 1. С. 40-45.Вальдберг А.Ю., Макеева К.П. Механические форсунки для подвода жидкости в газоочистные аппараты // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2010. № 5. С. 42-44.Вальдберг А.Ю., Макеева К.П. Механические форсунки для подвода жидкости в газоочистные аппараты // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2010. № 5. С. 42-44.Никитин М.Н. Влияние направленного впрыска воды в теплогенераторе на давление получаемой парогазовой смеси // Промышленная энергетика. 2010. № 6. С. 42-46.Никитин М.Н. Влияние направленного впрыска воды в теплогенераторе на давление получаемой парогазовой смеси // Промышленная энергетика. 2010. № 6. С. 42-46.Никитин М. Н. Использование парогазовой смеси при сжигании топлива // Промышленная энергетика. 2010. № 12. С. 37-42.Никитин М. Н. Использование парогазовой смеси при сжигании топлива // Промышленная энергетика. 2010. № 12. С. 37-42.Федяев В.Л., Власов Е.М., Гайнуллина Р.Ф., Гайнуллин Р.Ф. Оценка охлаждающей способности оросительных градирен // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2011. № 3-4. С. 27-32.Федяев В.Л., Власов Е.М., Гайнуллина Р.Ф., Гайнуллин Р.Ф. Оценка охлаждающей способности оросительных градирен // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2011. № 3-4. С. 27-32.Simo Tala J.V., Russeil S., Bougeard D., Harion J.-L. Investigation of the flow characteristics in a multirow finned-tube heat exchanger model by means of PIV measurements // Experimental Thermal and Fluid Science. 2013. V. 50. P. 45-53.Simo Tala J.V., Russeil S., Bougeard D., Harion J.-L. Investigation of the flow characteristics in a multirow finned-tube heat exchanger model by means of PIV measurements // Experimental Thermal and Fluid Science. 2013. V. 50. P. 45-53.Damaschke N., Nobach H., Tropea C. Optical limits of particle concentration for multi-dimensional particle sizing techniques in fluid mechanics // Experimental in Fluids. 2002. V. 32, Iss. 2. P. 143-152.Damaschke N., Nobach H., Tropea C. Optical limits of particle concentration for multi-dimensional particle sizing techniques in fluid mechanics // Experimental in Fluids. 2002. V. 32, Iss. 2. P. 143-152.Akhmetbekov Y.K., Alekseenko S.V., Dulin V.M., Markovich D.M., Pervunin K.S. Planar fluorescence for round bubble imaging and its application for the study of an axisymmetric two-phase jet // Experiments in Fluids. 2010. V. 48, Iss. 4. P 615-629.Akhmetbekov Y.K., Alekseenko S.V., Dulin V.M., Markovich D.M., Pervunin K.S. Planar fluorescence for round bubble imaging and its application for the study of an axisymmetric two-phase jet // Experiments in Fluids. 2010. V. 48, Iss. 4. P 615-629.Vysokomornaya O.V., Kuznetsov G.V., Strizhak P. A. Experimental investigation of atomized water droplet initial parameters influence on evaporation intensity in flaming combustion zone // Fire Safety Journal. 2014. V. 70. P. 61-70.Vysokomornaya O.V., Kuznetsov G.V., Strizhak P. A. Experimental investigation of atomized water droplet initial parameters influence on evaporation intensity in flaming combustion zone // Fire Safety Journal. 2014. V. 70. P. 61-70.Volkov R.S., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. The influence of initial sizes and velocities of water droplets on transfer characteristics at high-temperature gas flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2014. V. 79. P. 838-845.Volkov R.S., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. The influence of initial sizes and velocities of water droplets on transfer characteristics at high-temperature gas flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2014. V. 79. P. 838-845.Volkov R.S., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Experimental investigation of mixtures and foreign inclusions in water droplets influence on integral characteristics of their evaporation during motion through high-temperature gas area // International journal of thermal science. 2015. V. 88. P. 193-200.Volkov R.S., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Experimental investigation of mixtures and foreign inclusions in water droplets influence on integral characteristics of their evaporation during motion through high-temperature gas area // International journal of thermal science. 2015. V. 88. P. 193-200.Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Москва: Атомиздат, 1979.Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Москва: Атомиздат, 1979.Самарский А.А. Теория разностных схем. Москва: Наука, 1983.Самарский А.А. Теория разностных схем. Москва: Наука, 1983.Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Численные методы решения задач конвекции - диффузии. Москва: Эдиториал УРСС, 1999.Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Численные методы решения задач конвекции - диффузии. Москва: Эдиториал УРСС, 1999.Коздоба Л. А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. Москва: Наука, 1975.Коздоба Л. А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. Москва: Наука, 1975.Vysokomornaya O.V., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Numerical Analysis of Heat-Mass Transfer Mechanisms in Gas-Phase Ignition of Films of Liquid Condensed Substances by a Laser Beam // Journal of Engineering Thermophysics. 2010. № 2. P. 85-93.Vysokomornaya O.V., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Numerical Analysis of Heat-Mass Transfer Mechanisms in Gas-Phase Ignition of Films of Liquid Condensed Substances by a Laser Beam // Journal of Engineering Thermophysics. 2010. № 2. P. 85-93.Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Москва: ООО «Старс», 2006.Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Москва: ООО «Старс», 2006.Теплотехнический справочник / Под ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева. Москва: Энергия, 1975. Т. 1.Теплотехнический справочник / Под ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева. Москва: Энергия, 1975. Т. 1.Теплотехнический справочник / Под ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева. Москва: Энергия, 1975. Т. 2.Теплотехнический справочник / Под ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева. Москва: Энергия, 1975. Т. 2.Glushkov D.O., Strizhak P.A. Transient Heat and Mass Transfer of Liquid Droplet Ignition at the Spreading over the Heated Substrate // Advances in Mechanical Engineering. 2014. V. 2014. Article ID 269321.Glushkov D.O., Strizhak P.A. Transient Heat and Mass Transfer of Liquid Droplet Ignition at the Spreading over the Heated Substrate // Advances in Mechanical Engineering. 2014. V. 2014. Article ID 269321.Glushkov D.O., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Research of Macroscopic Regularities of Heat and Mass Transfer at the Ignition Condition of a Liquid High-Energy Material by an Immersed Source with a Limited Energy Capacity // Advances in Mechanical Engineering. 2014. V. 2014. Article ID 764537.Glushkov D.O., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Research of Macroscopic Regularities of Heat and Mass Transfer at the Ignition Condition of a Liquid High-Energy Material by an Immersed Source with a Limited Energy Capacity // Advances in Mechanical Engineering. 2014. V. 2014. Article ID 764537.Ануфриев И.С., Кузнецов Г.В, Пискунов М.В., Стрижак П.А., Чернецкий М.Ю. Условия взрывного парообразования на границе раздела сред в неоднородной капле // Письма в Журнал технической физики. 2015. Т. 41, № 16. С. 98-104.Ануфриев И.С., Кузнецов Г.В, Пискунов М.В., Стрижак П.А., Чернецкий М.Ю. Условия взрывного парообразования на границе раздела сред в неоднородной капле // Письма в Журнал технической физики. 2015. Т. 41, № 16. С. 98-104.Вараксин А.Ю. Гидрогазодинамика и теплофизика двухфазных потоков: проблемы и достижения // Теплофизика высоких температур. 2013. Т. 51, № 3. С. 421-455.Вараксин А.Ю. Гидрогазодинамика и теплофизика двухфазных потоков: проблемы и достижения // Теплофизика высоких температур. 2013. Т. 51, № 3. С. 421-455.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.