Сравнительный расчет межфазного тепло- и массообмена в распылительном аппарате для режимов прямо- и противотока фаз с учетом кризисов сопротивления и тепломассоотдачи

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В статье представлены новые детали алгоритма и сравнение результатов расчета тепломассообмена воды и воздуха в распылительном аппарате в режимах прямо- и противотока фаз с учетом раннего кризиса сопротивления капель и сопутствующего ему кризиса тепло- и массообмена. Основу использованной математической модели составляют нестационарные дифференциальные уравнения течения сжимаемой среды, дополненные уравнениями тепло- и массопередачи от капель к газу. В разностных аналогах уравнений неразрывности и движения фаз использована известная явная схема Лакса–Вендроффа. Представлены распределения скоростей, температур фаз, плотностей водяного пара в воздухе и насыщенного пара над поверхностью капель в двухфазном потоке, рассчитанные для сравнения режимов прямо- и противотока фаз через цилиндрический аппарат. В расчетах, в частности, установлены зависимости средних температур газа и жидкости по выходному для каждой фазы сечению аппарата от расхода газа через него.

Об авторах

Н. Н. Симаков

Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны

Автор, ответственный за переписку.
Email: nik_simakov@mail.ru
Россия, Ярославль

Список литературы

  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. С. 434.
  2. Звездин Ю.Г., Симаков Н.Н., Пластинин А.П., Басаргин Б.Н. Гидродина-мика и теплообмен при распыливании жидкости в потоке высокотемпера-турного газа // Теорет. основы хим. технологии. 1985. Т. 19. № 3. С. 354.
  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. Vol. 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. С. 345.]
  5. Simakov N.N. Comparison of Calculation Results for the Mass Transfer in Spray Apparatus for the Regimes of Cocurrent and Countercurrent of Phases // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2022. V. 56. № 6. P. 1026. [Симаков Н.Н. Сравнение результатов расчета массообмена в распылительных аппаратах для режимов прямо- и противотока фаз // Теоретические основы химической технологии. 2022. Т. 56. № 6. С. 735.]
  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 Concepts and Idealized Motion in Viscous Regime // Can. J. Chem. Eng. 1959. V. 37. № 4. P. 129–141.
  10. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978.
  11. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.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. 189–200.
  13. Пигарев В.Е., Архипов П.Е. Холодильные машины и установки кондициони-рования воздуха. М.: Маршрут, 2003.

© Н.Н. Симаков, 2023