Нестационарный режим пленочной конденсации насыщенного пара на конической поверхности в условиях невесомости


Авторы

Черкасов С. Г.*, Моисеева Л. А.**, Суворов А. В., Тлевцежев В. В.***

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

*e-mail: sgcherkasov@yandex.ru
**e-mail: lida.moiseeva@mail.ru
***e-mail: tlevcejev@mail.ru

Аннотация

В работе рассматривается процесс пленочной конденсации насыщенного пара на конической поверхности в условиях невесомости, когда течение конденсата вызвано действием капиллярных сил. Задача решается в осесимметричной нестационарной постановке в безразмерном виде. Выделены пространственные границы зон различных режимов конденсации: стационарной конденсации, однородного роста и переходной зоны между ними. Получено аналитическое приближение для толщины пленки и интегрального теплового потока и проведено сравнение данного приближения с результатами численного моделирования.

Ключевые слова:

пленочная конденсация, микрогравитация, идеальная невесомость

Библиографический список

  1. Куроедов А.А., Черкасов С.Г., Лаптев И.В., Моисее ва 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. (In Russ.). DOI: 10.34759/tpt-2021-13-4-155-163

  2. Игнатов А.И., Сазонов В.В. Оценка остаточных микро- ускорений на борту ИСЗ в режиме одноосной солнечной ориентации // Космические исследования. 2013. Т. 51. № 5. С. 380-388.

  3. Путин Г.Ф., Глухов А.Ф., Бабушкин И.А., Завалишин Д.А., Беляев М.Ю., Иванов А.И., Сазонов В.В. Исследование микроускорений на борту международной космической станции с помощью датчика конвекции ДАКОН-М // Космические исследования. 2012. Т. 50. № 5. С. 373-379.

  4. Лебедев А.П., Полежаев В.И. Механика невесомости: микроускорения и гравитационная чувствительность процессов массообмена при получении материалов в космосе // Успехи механики. 1990. Т. 13. № 1. С. 3-9.

  5. Полежаев В.И. Режимы микроускорений, гравитационная чувствительность и методы анализа технологических экспериментов в условиях невесомости // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 1994. № 5. С. 22-36.

  6. Черкасов С.Г. Естественная конвекция и температурная стратификация в криогенном топливном баке в условиях микрогравитации // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 1994. № 5. С. 142-149.

  7. Черкасов С.Г., Лаптев И.В., Куроедов А.А., Моисеева Л.А. О применимости приближения идеальной невесомости для описания пленочной конденсации в условиях микрогравитации // Тепловые процессы в технике. 2023. Т. 15. № 1. С. 39-48. DOI: 10.34759/tpt-2023-15-1-39-48

  8. 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.

  9. Kuznetsov S.A., Cherkasov S.G. Investigation of the heat transfer and evolution of the condensate film during saturated vapor condensation on a tube in zero gravity and on a cone in gravity // Russian Journal of Engineering. Thermophysics. 2000. Vol. 10. No. 3. P. 187-199.

  10. 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.

  11. Кузнецов С.А., Черкасов С.Г. Стационарная пленочная конденсация насыщенного пара на конической поверхности в условиях микрогравитации // Теплофизика высоких температур. 1998. Т. 36. № 2. С. 347-350.

  12. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. Москва: Наука, 1986. 736 с.

  13. Алексеенко С.В., Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г. Волновое течение пленок жидкости. Новосибирск: Сибир ская издательская фирма «Наука», 1992. 256 с.

  14. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Москва: Машгиз, 1962. 456 с.

  15. Frolovskaya O.A., Pukhnachev V.V. Traveling Waves and Structures of a Film Flow with Phase Transitions in the Nakoryakov – Ostapenko – Bartashevich Model // Journal of En- gineering Thermophysics. 2018. Vol. 27. No. 3. P. 273–284.

  16. Минко К.Б., Артемов В.И., Яньков Г.Г., Крылов В.С. Верификация математической модели пленочной конденсации пара из движущейся паровоздушной смеси на пучке из гладких горизонтальных труб // Теплоэнергетика. 2019. № 11. С. 43–51.

  17. Минко К.Б., Артемов В.И., Яньков Г.Г., Крылов В.С. Численное моделирование конденсации пара при течении парогазовой смеси в канале переменного сечения с пучком гладких горизонтальных труб // Теплоэнергетика. 2019. № 12. С. 68–76.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024