О применимости приближения идеальной невесомости для описания пленочной конденсации в условиях микрогравитации


DOI: 10.34759/tpt-2023-15-1-39-48

Авторы

Черкасов С. Г.*, Куроедов А. А.**, Лаптев И. В.***, Моисеева Л. А.****

Исследовательский центр имени М.В. Келдыша, ГНЦ Центр Келдыша, Онежская ул., 8, Москва, 125438, Россия

*e-mail: sgcherkasov@yandex.ru
**e-mail: kuroedov@kerc.msk.ru
***e-mail: laptev@kerc.msk.ru
****e-mail: lida.moiseeva@mail.ru

Аннотация

В работе рассматриваются границы применимости приближения идеальной невесомости в условиях малой перегрузки на примере пленочной конденсации. Задача решается в одномерной нестационарной постановке в безразмерном виде. Исследуются скорость роста пленки конденсата и величина интегрального теплового потока на вертикальной пластине конечной длины. Выделены пространственные границы зон различных режимов конденсации вдоль пластины и скорости их перемещения. Определено характерное время перехода к стационарному режиму пленочной конденсации в зависимости от параметров задачи.

Ключевые слова:

пленочная конденсация, микрогравитация, идеальная невесомость

Библиографический список

  1. Miller C.A., Neogi P. Interfacial phenomena: equilibrium and dynamic effects. CRC Press, 2007, 550 p.

  2. Теория тепломассообмена: учебник для вузов / под ред. А.И. Леонтьева. 3-е изд., испр. и доп. Москва, 2018. 462 с.

  3. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплоперадача: учебник для вузов. 3-е изд., пер. и доп. Москва, 1975. 488 с.

  4. Arnass A.O. et al. On the teaching of the condensation heat transfer. ASME Ineternational Mechanical Engineering Congress and Explosion, 2004. vol. 47233, pp. 3–9.

  5. Chung P.M. Unsteady laminar film condensation on vertical plate. ASME-AIChe Heat Transfer Conference and Exhibit. Houston, 1963, pp. 1–8.

  6. Chen M.M. An analytical study of laminar film condensation: Part 1– flat plates. Journal Heat Transfer, 1963, vol. 83, no. l, pp. 48–54.

  7. Koh J.C.Y. Film condensation in a forced-convection boundary-layer flow. International Journal of Heat and Mass Transfer, 1962, vol. 5, no. 10, pp. 941–954.

  8. Cess R.D. Laminar-film condensation on a flat plate in the absence of a body force. Journal of Applied Mathematics and Physics, 1960, vol. 11, no. 5, pp. 426–433.

  9. Huang О., Zhang J., Wang L. Review of vapor condensation heat and mass transfer in the presence of non-condensable gas. Applied Thermal Engineering, 2015, vol. 89, pp. 469–484.

  10. Martin-Valdepenas J.M., Jimenez M.A. Comparison of film condensation models in presence of non-condensable gases implemented in a CFD Code. Heat Mass Transfer, 2005, vol. 41, no. 11, pp. 961–976.

  11. Zhang C., Cheng P., Minkowycz W.J. Lattice Boltzmann simulation of forced condensation flow on a horizontal cold surface in the presence of a non-condensable gas. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2017, vol. 115, pp. 500–512.

  12. Ажаев В.С., Черкасов С.Г. Развитие гидродинамической неустойчивости при пленочной конденсации на цилиндрической трубке в невесомости // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 1995. № 6. С. 106–110.

  13. Ажаев В.С., Черкасов С.Г. Стационарный режим конденсации насыщенного пара на конической поверхности в условиях невесомости // Теплофизика высоких температур. 1996. Т. 34. № 5. С. 816–819.

  14. Куроедов А.А., Черкасов С.Г., Лаптев И.В., Моисеева Л.А. Конденсация газа наддува в топливном баке с разделительной диафрагмой в условиях невесомости // Тепловые процессы в технике. 2021. Т. 13. № 4. С. 155–163.

  15. Azzolin M. et al. Experimental investigation of in-tube condensation in microgravity. International Communications in Heat and Mass Transfer, 2018, vol. 96, pp. 69–79.

  16. Balasubramaniam R., Mohammad M.H. Transient condensation of flowing vapor on a flat-plate: A scaling analysis. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2015, no. 91. pp. 793–799.

  17. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Москва, 1972. 720 с.

  18. Leng D.E., Comings E.W. Thermal conductivity of propane. Industrial & Engineering Chemistry, 1957, vol. 49, no. 12, pp. 2042–2045.

  19. Diller D.E. Measurements of the viscosity of saturated and compressed liquid propane. The Journal of Chemical Physics, 1965, vol. 42, no. 6, pp. 2089–2100.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024