Кавитация в жидком метане с малыми добавками гелия

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В рамках классической теории зародышеобразования (КТЗ) рассмотрена кавитация в вязкой газированной жидкости с учетом диффузионного подвода летучего компонента к пузырьку. Получено выражение для стационарного потока зародышей новой фазы. Методом одновременного импульсного растяжения и нагрева определены предельные растяжения метана и растворов метан–гелий с содержанием гелия до 0.2 моль %. Полученные данные, относящиеся к частотам зародышеобразования (1020–1022) м–3 с–1, сопоставлены с их расчетами из КТЗ. Обсуждаются особенности зарождения новой фазы в слабых растворах и причины рассогласования теории и опыта.

Об авторах

В. Г. Байдаков

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики, Уральское отделение Российской академии наук

Email: svetlana@itpuran.ru
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 107а

В. Е. Виноградов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики, Уральское отделение Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: svetlana@itpuran.ru
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 107а

Список литературы

  1. Volmer M. Kinetik der Phasenbildung. Dresden-Leipzig: Steinkopf, 1939.
  2. Зельдович Я.Б. К теории образования новой фазы. Кавитация // Журнал эксперим. и теорет. физики. 1942. Т. 12. С. 525–538.
  3. Дерягин Б.В. Общая теория образования новой фазы. Статистическая кавитация в нелетучей жидкости // Журнал эксперим. и теорет. физики. 1974. Т. 65. № 6. С. 2261–2266.
  4. Дерягин Б.В., Прохоров А.В., Туницкий Н.Н. Статистическая термодинамика образования новой фазы. II. Теория вскипания летучих жидкостей // Журнал эксперим. и теорет. физики. 1977. Т. 73. С. 1831–1848.
  5. Куни Ф.М., Огенко В.М., Ганюк Л.М., Гречко Л.Г. Термодинамика распада пересыщенного газом раствора // Коллоид. журн. 1993. Т. 55. С. 22–27.
  6. Куни Ф.М., Огенко В.М., Ганюк Л.М., Гречко Л.Г. Кинетическое уравнение распада пересыщенного газом раствора // Коллоид. журн. 1993. Т. 55. С. 28–33.
  7. Baidakov V.G. Nucleation in superheated gas-saturated solutions. I. Boiling-up kinetics // J. Chem. Phys. 1999. V. 110. P. 3955–3960.
  8. Baidakov V.G. Explosive boiling of superheated cryogenic liquids. Weinheim: Wiley, 2007.
  9. Shi G., Seinfeld J.N. Kinetics of binary nucleation: multiple pathways and the approach to stationarity // J. Chem. Phys. 1990. V. 93. P. 9033–9041.
  10. Байдаков В.Г. Спонтанное зародышеобразование в перегретых растворах гелия в метане // Коллоид. журн. 2019. Т. 81. С. 281–288.
  11. Каган Ю.М. О кинетике кипения чистой жидкости // Журнал физической химии. 1960. Т. 34. № 1. С. 92–101.
  12. Langer J.S. Statistical theory of the decay of metastable states // Ann Phys. (Leipzig). 1969. V. 54. P. 258–275.
  13. Plesset M.S., Zwick S.A. The growth of vapor bubbles in superheated liquids // J. Appl. Phys. 1954. V. 25. P. 493–500.
  14. Лифшиц Е.М., Питаевский А.П. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979. 538 с.
  15. Vinogradov V.E., Pavlov P.A., Baidakov V.G. Cavitation strength of an argon–helium solution // J. Chem. Phys. 2008. V. 128. P. 234508.
  16. Байдаков В.Г., Виноградов В.Е., Павлов П.А. Гомогенное зародышеобразование в жидком азоте при отрицательных давлениях // Журнал экспер. и теор. физики. 2016. Т. 150. № 4. С. 728–737.
  17. Sinor J.E., Schindler D., Kurata F. Vapor-liquid phase behavior of the helium-methane system // AIChE Journal. 1966. V. 12. P. 353–357.
  18. Heck C.K., Hiza M.J. Liquid-vapor equilibrium in the system helium-methane // AIChE Journal. 1967. V. 13. P. 593–599.
  19. Козлов А.Д., Мамонов Ю.В., Роговин М.Д. и др. Метан жидкий и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах 91–700 К и давлениях 0.1–100 МПа. Таблицы стандартных справочных данных, ГСССД 195-01. М.: Стандартинформ, 2008.
  20. Сычев В.В., Вассерман А.А., Козлов А.Д., Спиридонов Г.А., Цымарный В.А. Термодинамические свойства гелия. М.: Из-во стандартов, 1984.
  21. Байдаков В.Г. Межфазная граница простых классических и квантовых жидкостей. Екатеринбург: УИФ Наука, 1994.
  22. Baidakov V.G., Grishina K.A. Capillary constant and surface tension of methane–helium solutions // Fluid Phase Equilib. 2013. V. 354. P. 245–249.
  23. Collins F.S. Time lag in spontaneous nucleation due to non-steady state effects // Z. Elektrochem. 1955. Bd. 59. S. 404–407.
  24. Frisch H.L. Time lag in nucleation // J. Chem. Phys. 1957. V. 27. P. 90–94.
  25. Baidakov V.G., Boltachev G.Sh. Curvature dependence of the surface tension of liquid and vapor nuclei // Phys. Rev. E. 1999. V. 59. P. 469–475.
  26. Байдаков В.Г. Поверхностное натяжение кавитационных полостей по данным компьютерного моделирования зародышеобразования в растянутой жидкости // Коллоид. журн. 2015. Т. 77. С. 127–133.
  27. Скрипов В.П. Метастабильная жидкость. М.: Наука, 1972.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2.

Скачать (113KB)
3.

Скачать (69KB)

© В.Г. Байдаков, В.Е. Виноградов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».