Влияние гомогенной нуклеации на интенсивность процессов испарения/конденсации

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Предложен подход, основанный на прямом численном решении кинетического уравнения Больцмана, позволяющий учитывать влияние процесса гомогенной нуклеации на интенсивность переноса массы в задаче о переконденсации. На базе сравнения масштабов времени образования капли критического размера, а также времени распространения пересыщения показана возможность осуществлять описание рассматриваемой задачи в два этапа – без учета влияния капель на первом и с учетом на втором. Результаты расчетов показали, что в случае неподвижных капель наблюдается сильное влияние объемной конденсации на интенсивность процесса испарения/конденсации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Ю. Левашов

Институт Механики МГУ

Автор, ответственный за переписку.
Email: vyl69@mail.ru
Россия, Мичуринский проспект 1, Москва, 119192

А. П. Крюков

Институт Механики МГУ; Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Email: vyl69@mail.ru
Россия, Мичуринский проспект 1, Москва, 119192; ул. Красноказарменная 14, Москва, 111250

И. Н. Шишкова

Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Email: vyl69@mail.ru
Россия, ул. Красноказарменная 14, Москва, 111250

Список литературы

  1. Крюков А.П., Левашов В.Ю., Жаховский В.В., Анисимов С.И. Тепло и массоперенос на межфазных поверхностях конденсат – пар // Успехи физических наук. 2021. Т. 191. № 2. С. 113–146. https://doi.org/10.3367/UFNr.2020.04.038749
  2. Labuntsov D.A., Kryukov A.P. Analysis of intensive evaporation and condensativon // Int. J. Heat Mass Transf. 1979. V. 22. № 7. P. 989–1002. https://doi.org/10.1016/0017-9310(79)90172-8
  3. Kalikmanov V.I. Nucleation Theory. Springer Netherlands, 2013. P. 17.
  4. Левашов В.Ю., Майоров В.О., Крюков А.П. Влияние гомогенной нуклеации на параметры пара вблизи поверхности испарения: упрощенный подход // Письма в Журнал технической физики. 2022. Т. 48. № 21. С. 6–9. https://doi.org/10.21883/PJTF.2022.21.53703.19342
  5. Левашов В.Ю., Майоров В.О., Крюков А.П. Изменение величины испарительного потока в результате объемной конденсации пара вблизи межфазной поверхности // Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 10. С. 9–12. https://doi.org/10.21883/PJTF.2023.10.55426.19532
  6. Kryukov A.P., Podcherniaev O., Hall P.H., Plumley D.J., Levashov V.Yu., Shishkova I.N. Selective water vapor cryopumping through argon // Journal of Vacuum Science and Technology A. 2006. V. 24. № 4. P. 1592–1596. https://doi.org/10.1116/1.2194928
  7. Крюков А.П., Левашов В.Ю., Шишкова И.Н. Исследование течений газопылевой смеси методами молекулярно-кинетической теории // Инженерно-физический журнал. 2002. Т. 75. № 4. С. 12–17.
  8. Шишкова И.Н., Ястребов А.К. Испарение и конденсация при наличии наночастиц в объеме пара // Коллоидный журнал. 2015. Т. 77. № 5. С. 669–675. https://doi.org/10.7868/S0023291215050171
  9. Крюков А.П., Левашов В.Ю., Шишкова И.Н. Течение пара при наличии процессов испарения-конденсации на твердых частицах // Прикладная механика и техническая физика. 2004. Т. 45. № 3. С. 119–128.
  10. Коган М.Н. Динамика разреженного газа. М.: Наука, 1967. 440 с.
  11. Аристов В.В., Черемисин Ф.Г. Прямое численное решение кинетического уравнения Больцмана. М: Вычислительный Центр РАН. 1992.
  12. Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы. М.: Наука, 1970. 272 с.
  13. Фисенко С.П. Микроструктура поля пересыщения при гомогенной нуклеации в парогазовой смеси // Журнал технической физики. 2013. Т. 83. № 5. С. 35–40. https://doi.org/10.21883/PJTF.2022.21.53703.19342
  14. Feder J., Russell K.C., Lothe J., Pound G.M. Homogeneous nucleation and growth of droplets in vapours // Advances in Physics. 1996. V. 15. № 57. P. 111–178. https://dx.doi.org/10.1080/00018736600101264
  15. Жуховицкий Д.И. Теория гомогенной нуклеации с поправкой на размер кластеров // Теплофизика высоких температур. 1994. Т. 32. № 2. С. 261–266.
  16. Zhukhovitskii D.I. Molecular dynamics study of cluster evolution in supersaturated vapor // The Journal of Chemical Physics 1995. V. 103. № 21. P. 9401–9407. https://doi.org/10.1063/1.470000
  17. Diemand J., Angelil R., Tanaka K.K., Tanaka H. Large scale molecular dynamics simulations of homogeneous nucleation // The Journal of Chemical Physics 2013. V. 139. № 7. P. 074309. https://doi.org/10.1063/1.4818639
  18. Терешкин В.С., Левашов В.Ю. Молекулярно-динамический поход к исследованию гомогенной нуклеации // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Тезисы докладов XXIV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева, посвященная 100-летию академика В.Е. Алемасова. Казань. ООО ПК «Астор и Я». 2023. С. 152–153.
  19. Стернин Л.Е. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М.: Машиностроение, 1974.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема задачи.

Скачать (49KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменение степени пересыщения в различные моменты времени. (а) – интервал времени между линиями 10t0, (б) – интервал времени между линиями 100t0.

Скачать (228KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Временные эволюции макропараметров в исследуемой области: (а) – плотность, (б) – температура.

Скачать (204KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Начальная числовая плотность центров ну‑ клеации в момент времени t = 300t0.

Скачать (81KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределения концентрации пара (N) – сплошные линии, температуры (T) – пунктирные линии для различных моментов времени.

Скачать (124KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменение массового потока вдоль координаты для различных моментов времени.

Скачать (103KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изменение степени пересыщения вдоль координаты для различных моментов времени.

Скачать (119KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Изменение диаметров кластеров вдоль координаты для различных моментов времени.

Скачать (93KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

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».