| Аннотация |
Представленный Проект направлен на решение комплекса задач, связанных с
моделированием физических процессов при интенсивных фазовых превращениях в
сильно неравновесных газожидкостных системах, тем или иным способом быстро
переведенных в глубокое метастабильное состояние.
На основе разработанной ранее численной модели эволюции паровой фазы в
условиях термического неравновесия будут выполнены численные расчеты
нестационарного теплообмена с различными исходными данными. А именно, на
основе параметрического анализа будут определены условия, при которых
реализуется наиболее продолжительная фаза пузырькового кипения при различной
микрогеометрии теплоотдающей металлической поверхности для различных
скоростей роста ее температуры и начальной температуры жидкости. Будет
спроектирован и изготовлен оригинальный нагревательный элемент с выбранной
микрогеометрией, позволяющей улучшить теплообменные характеристики в условиях нестационарного вскипания недогретой жидкости. Осуществлены эксперименты, и
на их основе проведена верификация результатов численного моделирования.
Будет разработана замкнутая модель роста и последующего коллапса парового
пузырька, образованного в результате локального перегрева жидкости (в
условиях общего ее недогрева) непрерывным лазерным излучением. Будет найдено
численное, а также приближенное аналитическое решение задачи при различных
режимных параметрах процесса.
Будет проведено экспериментальное исследование динамики нагрева погруженной в
жидкость мишени горячими затопленными струями, генерируемыми при коллапсе
паровых пузырьков, образующихся вблизи торца оптоволокна при воздействии на
жидкость непрерывного лазерного излучения в течение длительного промежутка
времени, на котором реализуются множественные акты образования, роста и
коллапса паровых пузырьков, с использованием световодов различной
конфигурации, а также при варьировании мощности лазерного излучения,
начальной температуры жидкости и др.
Будут продолжены исследования по динамике роста газового пузырька в
высоковязкой пересыщенной в результате быстрой декомпрессии жидкости. Будет
исследован рост «коллективного» пузырька, который будет описан в рамках
ячеистой модели. Будут выявлены условия, на какой стадии роста влияние
соседних пузырьков становится существенным и должно быть учтено. В новой
модели предполагается учет зависимости коэффициента диффузии от концентрации
растворенного газа. Будет дан ответ на вопрос, насколько кинетика суммарного
превращения, определяющая скорость дегазации жидкости, будет различаться с
использованием моделей роста одиночного и «коллективного» пузырька в рамках
модели, развитой в более ранних работах авторов и основанной на выделении в
жидкой фазе вокруг растущих пузырьков «исключенных» объемов, нуклеация новых
зародышей паровой фазы в которых подавлена.
На основе разработанной в рамках Проекта 2022 модели неизотермической
десорбции на газовом пузырьке, для некоторых растворов будут проведены
численные расчеты и выявлены условия, при которых учет неизотермичности
необходим, а когда этим эффектом можно пренебречь.
Будут проведены экспериментальные исследования по влиянию градиентного
электрического поля на формирование и отрыв пузырька от одиночного капилляра,
погруженного в жидкость. Выявлены оптимальные режимы создания мелкодисперсных
пузырьковых смесей.
Будут продолжены исследования процесса образования гидрата природного газа на
водной пене, стабилизированной ПАВ (с различной структурой пены). Будут
определены характерное время ожидания появления зародыша гидрата в объеме
пены и скорость роста гидратной массы.
Все задачи являются логическим продолжением задач, решенных в ходе выполнения
Проекта 2022, при этом отличаются новизной и оригинальностью и не имеют
аналогов в литературе.
|
