ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Волновая динамика пузырьковых жидкостей из "Динамика многофазных сред Часть2 " В данной главе исследуются некоторые нестационарные движения жидкостей с пузырьками газа или пара, в том числе течения с ударными волнами сжатия, с волнами разрежения, течения, возникающие под действием вибраций, истечения из сосудов высокого давления. [c.7] Характерные осциллограммы давления смеси в ударных волнах схематично показаны на рис. 6.1.2 и обсуждаются ниже. [c.7] Ограничимся только со-волпами ((о 0, = 0 см. (4.1.19)), соответствующими вынужденным колебаниям, инициируемым внешним генератором. Нетрудно показать, что в этом случае мнпмая часть отрицательна. Поэтому возможны только случаи Л О,или А 0, А это значит, что амплитуды (о-волн в пузырьковой жидкости не растут в направлении их фазовой скорости, причем для каждой частоты ю имеются два волновых числа и которые в силу дают две симметричные (о-волны, распространяющиеся в противоположных направлениях. [c.11] Скорость С/ соответствует фазовой скорости С л) при со и называется замороженной скоростью звука, а Се соответствует С (со) при со = О и называется равновесной скоростью звука, причем практически совпадает со скоростью звука С1 в чистой ншдкости. Значения С и Се пе зависят от диссипации. [c.11] Это уравнение описывает волны, распространяющиеся со скоростью С/, практически совпадающей со скоростью звука в чистой жидкости, и для описания волн в пузырьковых жидкостях использовалось в работах Н. В. Малых, И. А. Огородникова (1977), В. Е. Накорякова и др. (1983). [c.14] Слабые синусоидальные возмущения в жидкости с пузырьками пара. Наличие фазовых переходов и поверхпостпого натяжения может приводить к принципиально новым эффектам при распространении волн. Анализ этих эффектов требует более детального учета межфазного тепло- и массообмена по сравнению с использованной выше в (6.2.9) схемой политропического газа и жидкости с эффективной вязкостью. Примем сферически-симмет-ричную схему пробного пузырька (см. 6 гл. 1), которая описывает межфазнып тепломассообмен, влияющий на изменение радиуса пузырьков а и давления в них рг с учетом изменения распределения температур внутри и вокруг пробного пузырька. [c.15] Здесь с, и I — безразмерные теплоемкость жидкости и теплота фазового перехода, уже использовавшиеся в гл. 2 и 4 с тем лишь отличием, что здесь к жидкости относится индекс 1, а к газу (пару) — индекс 2. Нижний индекс О, относящийся к параметрам в невозмущенном состоянии, будет опускаться. [c.15] Поэтому при указанных в (6.2.22) малых частотах заведомо несущественны радиальная инерция, вязкость и сжимаемость жидкости, т. е. [c.17] Таким образом, равновесные парожидкостные среды в условиях 1, в отличие от холодных газожидкостных, могут быть неустойчивыми из-за испарения или конденсации, приводящих к росту или исчезновению пузырьков, причем склонность к неустойчивости повышается с ростом 2г,, т. е. с уменьшением коп-цептрации и размера паровых пузырьков. [c.19] Для пароводяных сред при р = 0,1 МПа, аг = 0,03 для а — = 1 мм (2ь = 1,17) первая формула дает 200 с. При том же давлении, по при аг 10 для а=1 мм и 0,1 мм, так что состояние смеси лежит глубоко в области неустойчивости (2ь 1), вторая формула дает соответственно = 50 и 0,024 с. Видно, что для крупподиспергированных равновесных смесей (а 1 мм), даже если из-за малых объемных концентраций паровых пузырьков смесь неустойчива, характерные времена роста возмущений велики, и равновесие нарушается медленно. [c.19] В этом приближении ( ц, оо, = 0) колебания парового пузырька и дисперсия звука определяются радиальной инерцией жидкости и результирующей упругостью поверхностного натяжения (22) и пара (у/), зависящей, в частности, от функции 2 б Р2) и массового содержания пара рг. [c.21] Как и для газожидкостной среды (см. (6.2.12), где в качестве Шг следует иметь в виду соо), рассчитываются замороженная скорость звука С/ и частота сос, связанные со сжимаемостью жидкостн. [c.21] Заметплг, что в нолученпом уравнении для изменения давления на фронте предвестника пе использовалось уравнение Рэлея — Ламба. В соответствии с замороженной схемой из-за конечной радиальной присоединенной массы жидкости при изменении скачком давления жидкости от ро до р/ радиальная скорость ш остается равной нулю (ш, — 0). Тогда согласно (6.2.42) упругий предвестник не будет затухать. [c.23] Рассмотрим условия существования и структуру стационарной волны, которая может установиться прп одномерном стационарном движении пузырьковой смесп в трубе (в этом случае волпа может быть неподвижной относительно трубы) пли при воздействии инициируемого камерой высокого давления поршпя , вдвигающегося с постоянной скоростью или с постоянным давлением в неподвижную однородную смесь, когда при длинных КВД и КНД волпа после переходного режима выйдет на стационарный режим и будет распространяться с постоянной скоростью Da, не меняя своей структуры. Тогда, как л в 4 гл. 4, в системе координат, связанной с волной, процесс стационарный, невозмущенная среда входит в волну со скоростью = —Da- Как и рапее, направление оси х совпадает с направлением распространения волны относительно певозмущеппой среды (см. (4.4.1)). [c.26] В последующих трех параграфах ( 3—5) при этих условиях исследуется структура стацпонарпых ударных волн в рамках различных схематизаций для описания пузырьковой жидкости. [c.26] Вернуться к основной статье