ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС РЕЖИМОВ МИКРОВЗРЫВНОЙ ФРАГМЕНТАЦИИ ДВУХЖИДКОСТНЫХ КАПЕЛЬ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты энергетического анализа режимов (паффинг и микровзрыв) фрагментации двухжидкостных капель типа ядро-оболочка. Показано, что с помощью классического энергетического подхода к описанию гидродинамических процессов можно спрогнозировать критические (необходимые и достаточные) условия для реализации режимов фрагментации и их последствия. В отличие от силового подхода возможна оценка дискретных энергий, затрачиваемых на испарение, прогрев, фрагментацию, вязкую диссипацию и сопротивление при движении фронта фрагментации.

Об авторах

Д. В Антонов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: dva14@tpu.ru
Томск, Россия

Р. М Федоренко

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Томск, Россия

Д. Н Ковалев

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Томск, Россия

П. А Стрижак

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Томск, Россия

Список литературы

  1. Amani A., Jalilnejad E., Mousavi S.M. Simulation of phenol biodegradation by RalstoniaEutropha in a packed-bed bioreactor with batch recycle mode using CFD technique // J. Ind. Eng. Chem. 2018. V 59. P. 310—319.
  2. Lyupa A.A., Morozov D.N., Trapeznikova M.A., Chetverushkin B.N., Churbanova N.G., Lemeshevsky S.V. Simulation of oil recovery processes with the employment of high-performance computing systems // Math. Models Comput. Simul. 2016. V 8. № 2. P 129-134.
  3. Horgue P., Soulaine C., Franc J., Guibert R., Debenest G. An open-source toolbox for multiphase flow in porous media // Comput. Phys. Commun. 2015. V. 187.P. 217-226.
  4. Antonov D.V., Piskunov M.V., Strizhak P.A. Breakup and explosion of droplets of two immiscible fluids and emulsions // Int. J. Therm. Sci. 2019. V. 142. P. 30-41.
  5. Antonov D.V., Fedorenko R.M., Strizhak P.A. Micro-Explosion Phenomenon: Conditions and Benefits // Energies. 2022. V. 15. №. 20. P. 7670.
  6. Голубятников А.Н., Украинский Д.В. О динамике сферического пузырька в неньютоновских жидкостях // Изв. РАН. МЖГ. 2021. № 4. С. 52-62.
  7. Губайдуллин Д.А., Панин К.А., Федоров Ю.В. Акустика жидкости с покрытыми оболочкой каплями при наличии фазовых переходов // Изв. РАН. МЖГ. 2022. № 4. С. 41-51.
  8. Liu C., Cui L., Xu J., Cen L., Xu J., Li P., XiaoT., Cao F. Achieving optimal micro-explosions in stable emulsions by adding water-soluble polymers // Chem. Eng. Sci. 2023. V. 281. P. 119-120.
  9. Антонов Д.В., Вершинина К.Ю., Федоренко Р.М. Микровзрывная фрагментация двухжидкостных капель на основе таллового масла // Письма в ЖТФ. 2023. Т. 49. №. 14. С. 3-7.
  10. Лейбниц Г.В. Краткое доказательство примечательной ошибки Декарта... Соч. в 4 том. Т. I. М.: Мысль, 1981. С. 118-125.
  11. Бернулли Д. Гидродинамика, или записки о силах и движениях жидкостей. Л.: Изд. АН СССР, 1950. 551 с.
  12. Чашечкин Ю.Д. Теория и метрология аэрогидромеханики // Материалы III Отраслевой конференции по измерительной технике и метрологии для исследований летательных аппаратов, КИМИЛА 2018. 2018. С. 45-76.
  13. Antonov D.V., Strizhak P.A. Intensification of vaporization and secondary atomization of droplets of fireextinguishing liquid composition // Tech. Phys. Lett. 2020. V. 46. P. 122-125.
  14. Yaws C.L. Yaws’ handbook of thermodynamic and physical properties of chemical compounds. Knovel. 2003. 233 p.
  15. Antonov D.V., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Comparison of the characteristics of micro-explosion and ignition of two-fluid water-based droplets, emulsions and suspensions, moving in the high-temperature oxidizer medium // Acta Astronaut. 2019. V. 160. P. 258-269.
  16. Антонов Д.В., Федоренко Р.М., Стрижак П.А. Коллективные эффекты при формировании вторичных фрагментов в результате микровзрывной фрагментации композиционных топлив // Горение взрыв. Т. 15. № 2. С. 22-33.
  17. Chauveau C., Birouk M., Halter F., Gokalp I. An analysis of the droplet support fiber effect on the evaporation process // Int. J. Heat Mass Transf. 2019. V. 128. P. 885-891.
  18. Wang J., Huang X., Qiao X., Ju D., Sun C. Experimental study on effect of support fiber on fuel droplet vaporization at high temperatures // Fuel. 2020. V. 268. P. 117-407.
  19. Chauveau C., Birouk M., Gokalp I. An analysis of the d2-law departure during droplet evaporation in microgravity // Int. J. Multiph. Flow. 2011. V. 37. P. 252-259.
  20. Liu Y.C., Xu Y., Avedisian C.T., Hicks M.C. The effect of support fibers on micro-convection in droplet combustion experiments // Proc. Combust. Inst. 2015. V. 35. P. 1709-1716.
  21. Zhang Y., Huang R., Huang Y., Huang S., Ma Y., Xu S., Zhou P. Effect of ambient temperature on the puffing characteristics of single butanol-hexadecane droplet // Energy. 2018. V. 145. P. 430-441.
  22. Kang H., Won J., Baek S.W., Kwon S. Autoignition and combustion characteristics of sodium borohydride-based non-toxic hypergolic fuel droplet at elevated temperatures // Combust. Flame. 2017. V. 181. P. 149-156.
  23. Antonov D., Bellettre J., Tarlet D., Massoli P., Vysokomornaya O., Piskunov M. Impact of holder materials on the heating and explosive breakup of two-component droplets // Energies. 2018. V. 11. № 12. P. 3307.
  24. Antonov D.V., Volkov R.S., Fedorenko R.M., Strizhak P.A., Castanet G., Sazhin S.S. Temperature measurements in a string of three closely spaced droplets before the start of puffing/micro-explosion: Experimental results and modelling // Int. J. Heat Mass Transf. 2021. V. 181. P. 121837.
  25. Vysokomornaya O.V., Piskunov M.V., Strizhak P.A. Breakup of heterogeneous water drop immersed in hightemperature air // Appl. Therm. Eng. 2017. V 127. P. 1340—1345.
  26. Бардаков Р.Н., Васильев А.Ю., Чашечкин Ю.Д. Расчет и измерения конических пучков трехмерных периодических внутренних волн, возбуждаемых вертикально осциллирующим поршнем // Изв. РАН. МЖГ. 2007. №4. С. 117-133.
  27. Sazhin S.S., Bar-Kohany T., Nissar Z., Antonov D., Strizhak P.A., Rybdylova O.D. A new approach to modelling micro-explosions in composite droplets // Int. J. Heat Mass Transf. 2020. V. 161. P. 120238.
  28. Su G.-Y., Bucci M., McKrell T., Buongiorno J. Transient boiling of water under exponentially escalating heat inputs. Part I: Pool boiling // Int. J. Heat Mass Transf. 2016. V. 96. P. 667-684.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024