МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕНЕРАЦИИ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН И ВОЛН СЖАТИЯ В ПУЗЫРЬКОВЫХ СРЕДАХ

Abstract

Предложены модель и численный метод для расчета распространения ударных волн/волн сжатия в пузырьковой среде в протяженных трубопроводных системах. Модель рассматривает процесс в одномерном приближении, исходя из механического, теплового, скоростного и фазового равновесия системы «паровые пузырьки -жидкость». Численная реализация предложенной модели осуществлялась с использованием подхода С. К. Годунова. Модель с хорошей точностью воспроизводит имеющиеся экспериментальные данные по структуре и параметрам циркулирующих волн в сплошной/пузырьковой среде. Показана возможность генерации ударных волн в потоках с переменными высотными отметками при распространении в них ударных волн/волн сжатия в случае появления кавитации и последующего схлопывания кавитационных зон. Данный эффект можно рассматривать как локальный гидроудар, при «классическом» гидроударе поток тормозится на закрытых задвижках. Расчетным путем показано, что схлопывание кавитационных зон с генерацией волн давления приводят к усилению нагрузок на трубопровод: возникающие давления в 1,5 раза больше по сравнению с «классическим» гидроударом.