Тепловая конвекция в замкнутой емкости, заполненной компонентом в трехфазовых состояниях
Авторы: Товарных Г.Н.
Опубликовано в выпуске: #7(19)/2013
DOI: 10.18698/2308-6033-2013-7-861
Раздел: Машиностроение | Рубрика: Ракетно-космическая техника
Предложена математическая модель расчета давления в замкнутой вертикальной цилиндрической емкости, частично заполненной криогенным компонентом в трех фазовых состояниях при бездренажном хранении. Рассмотрена сопряженная задача о нахождении температурных и гидродинамических полей в области пара и жидкости с учетом тепловых потоков по стенкам при наличии подвижной границы раздела между жидкостью и шугой и неподвижной границы раздела между паром и жидкостью, на которой происходит испарение жидкой фазы. Принято, что пар подчиняется уравнению состояния идеального газа, область шуги изотермична и имеет температуру плавления твердой фазы, в начальный момент времени пар и жидкость неподвижны и имеют температуру и давление тройной точки. Поле температур и скоростей в области пара и чистой жидкости определено из уравнений Навье-Стокса, записанных в приближении Буссинеска с использованием переменных "вихрь - функция тока". Задача решена численно с применением метода сеток по явной схеме расчета.
Литература
[1] Филин Н.В., Буланов А.Б. Жидкостные криогенные системы. Ленинград, Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985, 247 с.
[2] Александров А.А., Денисов О.Е., Золин А.В., Чугунков В.В. Охлаждение ракетного топлива стартовым оборудованием с применением жидкого азота. Изв. вузов. Машиностроение, 2013, № 4, с. 24-29
[3] Качура В.П., Ганичев А.И. Неустановившиеся процессы в криогенных системах. Труды МВТУ. Москва, 1979, № 293, с. 4-6
[4] Хабеев Н.С., Шаганов В.Ш., Юмагулова Ю.А. Снижение давления пара в замкнутом объеме вследствие конденсации на границе контакта с холодной жидкостью. Прикладная математика и механика, 2013, т. 77, вып. 1, с. 49-55
[5] Андерсон Д., Таниехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидродинамика и тепломассообмен. Москва, Мир, 1990, 325 с.
[6] Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Математические модели механики и электродинамики сплошной среды. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008, 511 с.
[7] Полежаев В.И., Бунэ А.В., Веризуб Н.А. Математическое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнений Навье — Стокса. Москва, Наука, 1987, 248 с.
[8] Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. Москва, Едиториал УРСС, 2003, 782 с.
[9] Лоханский Я.К. Основы вычислительной гидромеханики и тепломассообмена. Москва, МГИУ, 2008, 80 с.
[10] Товарных Г.Н. Тепловая конвекция в цилиндрической замкнутой полости при смешанных тепловых граничных условиях. Труды МВТУ. Москва 1979, № 293, с. 25-49
[11] Домашенко А.М., Качура В.П., Товарных Г.Н. Плавление шугообразного азота в вертикальном цилиндрическом сосуде. Исследование криогенных установок и технологических процессов в криогенном машиностроении. Балашиха, НПО Криогенмаш, 1977, с. 42-51
[12] Кувыркин Г.Н., Ломохова А.В. Математическое моделирование процесса кристаллизации в установках для выращивания монокристаллов. Изв. вузов. Машиностроение, 2007, № 4, с. 37-44
[13] Кошкин Г.Д. Рост давления в замкнутой полости, частично заполненной шугообразным продуктом. Труды МВТУ. Москва, 1979, № 293, с. 7-24
[14] Полежаев В.И., Грязнов В.Л. Метод расчета граничных условий для уравнений Навье — Стокса в переменных вихрь — функция тока. Докл. АН СССР, Москва, 1974, № 2, т. 219, с. 65-71