Математическое моделирование трехслойных течений в горизонтальном канале с учетом неоднородного испарения
УДК 536.25:519.688
Аннотация
Изучается трехслойное течение в горизонтальном канале под действием гравитационных и термокапиллярных сил, а также тепловой нагрузки на твердых непроницаемых стенках канала. Нижний и средний слои заполнены жидкостями, над ними движется смесь газа и паров легкой жидкости. На границе раздела жидкости и газа учитывается массоперенос, линейно зависящий от продольной координаты. Также на границах «жидкость — жидкость» и «жидкость — газ» моделируется перенос тепла. В верхнем слое системы учитываются эффекты термодиффузии и диффузионной теплопроводности. Для моделирования течений в жидких слоях используется приближение Буссинеска уравнений Навье-Стокса. Для верхнего слоя они дополняются уравнением диффузии. Точные решения специального вида описывают течения в каждом из слоев системы. Взаимозависимости неизвестных параметров задачи определяются с помощью граничных условий. Изучается влияние геометрии системы на структуру течения и интенсивность массопереноса на границе раздела «жидкость — газ». Показаны профили продольной скорости и распределения температуры, а также графики массовой скорости испарения в случае различных значений высот верхнего и нижнего слоев системы.
Скачивания
Metrics
Литература
Lyulin Yu.V, Feoktistov D.V, Afanasyev I.A., Chachilo E.S., Kabov O.A., Kuznetsov G.V Measurement of the Evaporation Rate from the Local Surface of the Liquid Layer under the Action of a Gas Flow // Pis'ma v ZHTF. 2015. Vol. 41. No 14. P. 1-7. (In Russ.). DOI: 10.1134/S1063785015070251
Bekezhanova V.B., Goncharova O.N, Ivanova N.A., Klyuev D.S. Instability of a Two-layer System with Deformable Interface under Laser Beam Heating // Journal of Siberian Federal University. Mathematics and Physics. 2019. Vol. 12. No 5. P. 543-550. DOI: 10.17516/1997-1397-2019-12-5-543-550
Shliomis M.I., Yakushin VI. Convection in a Two-layer Binary System with Evaporation // Uchenyye Zapiski Perm-skogo Gosuniversiteta, Seriya Gidrodinamika. 1972. No 4. P. 129-140. (In Russ.).
Bekezhanova V.B., Goncharova O.N. and Shefer I.A. Analysis of an Exact Solution of Problem of the Evaporative Convection (Review). Part I. Plane cases // Journal of Siberian Federal University. Mathematics and Physics. 2018. Vol. 11. No 2. P. 178-190. DOI: 10.17516/1997-1397-2018-11-2-178-190
Goncharova O., Rezanova E., Lyulin Yu., Kabov O. Analysis of a Convective Fluid Flow with a Concurrent Gas Flow with Allowance for Evaporation // High Temperature. 2017. Vol. 55. No 6. P 887-897. DOI: 10.1134/S0018151X17060074
Andreev V.K., Gaponenko Yu.A., Goncharova O.N., Pukhnachev V.V. Mathematical Models of Convection. Berlin ; Boston: De Gruyter, 2012. 432 p. DOI: 10.1515/9783110258592
Остроумов Г.А. Свободная конвекция в условиях внутренней задачи. М.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1952. 256 с.
Бирих РВ. О термокапиллярной конвекции в горизонтальном слое жидкости // ПМТФ. 1966. № 3. С. 69-72.
Antonov G.N. Sur la Tension Superficielle '{a} la Limite de Deux Couches // Journal de Chimie Physique. 1907. Vol. 5. P. 372-385. DOI: 10.1051/jcp/1907050372
Rezanova E.V. Construction of Exact Solution Describing Three-layer Flows with Evaporation in a Horizontal Channel // Journal of Siberian Federal University. Mathematics and Physics. 2021. Vol. 14. No 1. P 57-68. DOI: 10.17516/19971397-2021-14-1-57-68
Ghezzehei T.A., Trautz R.C., Finsterle S. et al. Modeling Coupled Evaporation and Seepage in Ventilated Cavities // Vadose Zone J. 2004. Vol. 3. P. 806-818. DOI: 10.2113/3.3.806
Ласковец Е.В. Изучение влияния геометрических параметров системы на характер трехслойных течений в горизонтальном канале // Известия Алтайского государственного университета. 2023. Вып. 129. № 1. С. 124-129. DOI: 10.14258/izvasu(2023)1-20
Кипер Р.А. Физико-химические свойства веществ. Хабаровск, 2013. 1016 с.
Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. Киев: Наукова думка, 1987. 833 с.
Lyulin Y.V, Kabov O.A. Evaporative Convection in a Horizontal Liquid Layer under Shearstress // International Journal Heat and Mass Transfer. 2014. Vol. 70. P. 599-609. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.11.039
Copyright (c) 2024 Екатерина Валерьевна Ласковец
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
