Сверхзвуковое течение двухфазных газокапельных потоков в соплах

Для практических приложений описания процессов, происходящих при течении двухфазных газожидкостных смесей, необходима простая физико-математическая модель, описывающая поведение двухфазной среды во всем диапазоне изменения концентраций фаз и в широком диапазоне изменения давлений. Проблемы такого рода встают в разных отраслях промышленности и техники. В космической промышленности часто приходится сталкиваться с движением различных газов в соплах ракет, рассматривать сгорание, конденсацию различных паров на стенках сопел и дальнейшее их влияние на скоростной подслой у стенки сопла. Большой акустический эффект, исходящий от двигателей, влияет на газожидкостную смесь в соплах ракетных двигателей. В металлопромышленности имеет место охлаждение металла с помощью форсунок, в которых эмульсионная смесь подаѐтся под высоким избыточным давлением. Но это лишь краткий перечень прикладных задач, в которых приходится сталкиваться с проблемой такого типа. В работе приведены результаты и направления исследования проблематики течения двухфазных дисперсных газокапельных потоков в соплах за последнее время. Изложены основные методы исследования двухфазных гетерогенных потоков. Приводятся основные характеристики протекания гетерогенных двухфазных потоков в соплах, которые были подтверждены опытными результатами. Приводится расчѐт течения воздушно-капельного потока в сопле Лаваля. Изложена методика, которая опирается на интегральные энергетические уравнения для двухфазных дисперсных потоков. Изложены основные проблемы и вопросы, касающиеся дальнейшего описания и изучения двухкомпонентных потоков. В расчетах пренебрегается структура двухфазного потока и рассматривают его течение как односкоростной однотемпературный континуум.

1. Черных А.А., Пешкова А.В. Начальные сведения о теории распространения звука в двухкомпонентных смесях// Труды 3-й Международной научной конференции студентов и молодых ученых. «Молодежь и системная модернизация страны»; 22-23 мая 2018., Курск, 2018. С. 207–211.

2. Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г., Шрейбер И.Р. Распространение волн в газовых и парожидкостных средах. Новосибирск ИТФ СО АН СССР, 1983. 237 с.

3. Губарев В.Я. Газожидкостные течения в соплах. // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. 2017. № 4 (43). С. 61–68.

4. Черных А.А., Шарапов А.И., Пешкова А.В. Акустические процессы в газокапельных средах. // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2018.№ 2(24). C. 281-286.

5. Нигматулин Р.И., Аганин А.А., Топорков Д.Ю., Ильгамов М.А. Образование сходящихся ударных волн в пузырьке при его разрушении. ДОКЛАДЫ ФИЗИКИ. 2014. Т.59. № 9. С. 431- 435.

6. Нигматулин Р.И., Аганин А.А., Ильгамов М.А., Топорков Д.Ю. Сильное сжатие пара в кавитационных пузырьках в воде и ацетоне. // Вестник Башкирского университета. 2017.№ 3.(22) С. 580-585.

7. Черных А.А., Пешкова А.В., Шарапов А.И. Основные положения теории акустики двухфазных сред. // Труды 5-й Международной молодежной научной конференции. 2018. C. 302- 305.

8. Губарев В.Я. Скорость звука в газожидкостных средах. В сборнике: Энергосбережение и эффективность в технических система // Труды Международной научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов. Тамбовский государственный технический университет. 10-12 июля 2017.Тамбов.

9. Нигматулин Р.И., Болотнова Р.Х. Широкое уравнение состояния воды и пара в упрощенной форме.// Теплофизика высоких температур .2011. Т.49. № 2 С. 303-306.

10. Покусаев Б.Г., Таиров Е.А., Васильев С.А. Низкочастотные волны давления в парожидкостной среде с фиксированным слоем сферических частиц. // Акустическая физика.. 2010.56. № 3(56). С. 306-312.

11. Федотовский В.С., Прохоров Ю.П., Верещагина Т.Н. Динамическая плотность и скорость распространения волн давления в дисперсных средах // Теплоэнергетика. 2001. № 3(48). С. 70–74.

12. Донцов В.Е., Накоряков В.Е., Донцов Е.В. Процессы образования и растворения гидратов за ударной волной в жидкости, содержащей пузырьки газа //. Журнал прикладной механики и технической физики. 2009; № 2(50) .С. 318-326.

13. Шагапов В.И. Влияние тепломассобменных процессов между фазами на распространение малых возмущений в пене. Теплофизика высоких температур. //Вестник Башкирского Университета.. 1985 Т.23.№ 1. С.126-132.

14. Черных А.А., Губарев В.Я. Распространение звуковых волн в двухфазных средах// Труды 5 Международной научно-технической конференции студентов, молодых учѐных и специалистов «Энергосбережение и эффективность в технических системах». 2018. С. 272-273.

15. Накоряков В. Е., Донцов В. Е., Покусаев Б. Г. Распространение волн давления в жидкости с твердыми частицами и пузырьками газа // Инженерная теплофизика. 1994. Т.4.№ 2. С. 173– 188.

16. Нигматулин Р.И., Аганин А.А., Топорков Д.Ю., Ильгамов М.А. Образование сходящихся ударных волн в пузырьке при его сжатии. Доклады академии наук. 2014.Т.458. № 3. С.282.

17. Нигматулин Р.И., Губайдуллин Д.А., Федоров Ю.В. Акустические волны разной геометрии в полидисперсных пузырьковых жидкостях. Теория и эксперимент. 2014. Т.450. № 6 . С.665.

18. Нигматулин Р.И., Аганин А.А., Ильгамов М.А., Топорков Д.Ю. Эволюция возмущений сферической формы кавитационного пузырька. Ученые записки Казанского университета. 2014.Т.156. № 1. С. 79-108.