Численное моделирование капельного охлаждения продуктов. . .
Полная система уравнений гидродинамики и тепломассообме-
на в камере охлаждения должна описывать турбулентный перенос
в двухфазном потоке, процесс осаждения капель на стенки камеры,
течение жидкой пленки, разрушение жидкой пленки, процессы ко-
агуляции и дробления капель. Разработка и реализация подобных
теоретических моделей является целью будущих исследований. В на-
стоящей работе выполнен инженерный анализ основных процессов
при охлаждении синтез-газа в одномерном приближении. Уравнения
одномерного приближения получены путем осреднения точной систе-
мы уравнений по сечению камеры.
Уравнения баланса массы.
Общее уравнение баланса параметра
Ψ
,
переносимого потоком, записывают в дивергентном универсальном виде
Ψ
+
Ψ
= 0
,
(1)
где
Ψ
— вектор потока параметра
Ψ
, а производная по вектору коор-
динаты обозначает дивергенцию вектора
Ψ
/ = div (
Ψ
)
.
Рассмотрим смесь газов с фазовыми превращениями. Плотность
смеси
r
=
∑︁
a
r
(
a
)
=
∑︁
a
r
(
a
)
,
(2)
где
r
(
a
)
— парциальная плотность компонента
a
;
(
a
)
— массовая кон-
центрация компонента
a
.
Среднемассовую скорость газовой смеси определяем как
r
=
∑︁
a
r
(
a
) (
a
)
.
(3)
Здесь
(
a
)
— скорость компонента
a
, которая отличается от средне-
массовой скорости смеси диффузионной составляющей
(
a
)
, обуслов-
ленной молекулярным переносом компонента
a
в смеси газов [11]
(
a
)
= +
(
a
)
.
Массовый поток, возникающий в смеси в результате диффузии компо-
нента
a
в смеси газов, обозначим
(
a
)
=
(
a
)
r
(
a
)
. Из уравнений (2) и (3)
следует связь между диффузионными потоками компонентов смеси:
r
=
∑︁
a
r
(
a
) (
a
)
=
∑︁
a
r
(
a
)
+
∑︁
a
(
a
)
,
∑︁
a
(
a
)
= 0
.
(4)
Уравнение баланса массы компонента
a
с учетом источника (или
стока) массы вытекает из уравнения (1)
r
(
a
)
+
r
(
a
) (
a
)
=
(
a
)
,
(5)
где
(
a
)
— мощность источника массы в результате фазовых превра-
щений.
3
