Calculation of quasi-dimensional flows of boiling liquid

Abstract

В рамках ранее предложенной автором односкоростной двухтемпературной гиперболической модели вскипающей жидкости, базирующейся на законах сохранения для каждой из составляющих смесь фракций, в которой учтены силы межфракционного взаимодействия, исследуется истечение перегретой жидкости из трубы переменного сечения в квазиодномерном приближении. Жидкая фракция считается несжимаемой. В расчетах полагается, что фазовый переход происходит в условиях перегретого состояния, когда температура жидкости превосходит температуру насыщения, а интенсивность фазового превращения вода–пар пропорциональна перегреву жидкости. Проведен характеристический анализ уравнений квазиодномерного течения жидкости с фазовыми превращениями и показана их гиперболичность. Сформулированы соотношения для характеристических направлений и дифференциальные соотношения вдоль них. Получена аналитическая формула для расчета скорости звука во вскипающей жидкости. Отмечено, что скорость звука в жидкости при учете фазовых превращений оказывается несколько меньше, чем дает формула Вуда. Приведены расчетные формулы итерационного алгоритма узлового метода характеристик, включая соотношения в граничных точках. Показано, что при учете фазового превращения увеличивается концентрация пара, растет давление в области, охваченной волной разрежения, причем скорость движения смеси на выходном срезе трубы существенно возрастает. В сужающихся участках трубы наблюдается снижение объемной доли пара.