Гидро- и термодинамика полидисперсной парокапельной смеси в канале регазификатора-подогревателя сжиженного природного газа
А.Л. Тукмаков1,2, В.Г. Тонконог1, Н.А. Тукмакова1
1Казанский технический исследовательский университет им. А.Н. Туполева, Казань, Россия
tukmakov@imm.knc.ru
2Институт механики и машиностроения КазНЦ РАН, Казань, Россия
Ключевые слова: парокапельная смесь, полидисперсность, несущая среда, дисперсная фаза, фракции капель, уравнения Навье-Стокса, явная схема Мак-Кормака, дробление, коагуляция, испарение, конденсация, vapor-drop mixture, polydispersity, carrier medium, dispersed phase, fractions of drops, Navier-Stokes equations, explicit McCormack scheme, breakup, coalescence, evaporation, condensation
Страницы: 281-296
Аннотация
Численно исследованы режимы течения парокапельной смеси в регазификаторе-подогревателе сжиженного природного газа на основе модели, учитывающей полидисперсность, силовое и тепловое взаимодействия фаз, процессы дробления, коагуляции, испарения капель и конденсации пара. Динамика несущей среды описывается системой уравнений Навье-Стокса для сжимаемого газа с учетом обмена массой, импульсом и энергией с дисперсной фазой, которая включает в себя несколько фракций, отличающихся размером капель. Каждая фракция описывается системой уравнений, состоящей из уравнения неразрывности для средней плотности, уравнений сохранения составляющих импульса и уравнения сохранения тепловой энергии с учетом межфазного обмена массой, импульсом и энергией с несущей средой. Системы уравнений движения несущей среды и фракций дисперсной фазы решаются явным методом Мак-Кормака с расщеплением пространственного оператора по направлениям и схемой нелинейной коррекции. На каждом временном шаге основная часть вычислительного алгоритма дополняется моделями дробления, коагуляции, испарения капель и конденсации пара с последующей коррекцией гидро- и термодинамических параметров смеси. На основе описанной модели выполнен расчет режимов течения парокапельной смеси в канале регазификатора-подогревателя сжиженного природного газа.
|
