Течение жидкости с пузырьками в канале с тепловыделяющими стенками

С.И. Назарова (Казань)

Рассматривается задача о течении жидкости в прямолинейном канале с заданным на стенке потоком тепла. При достижении температуры кипения в жидкости начинают образовываться паровые пузырьки. Данная задача служит для оценки процессов, проходящих в системах охлаждения, в частности, для нахождения условий, при которых жидкость обеспечивает отвод тепла вдоль всей рабочей части канала.

Область течения разбивается на две зоны. В первой из них температура жидкости всюду меньше температуры фазового перехода. Здесь решается задача конвективного теплопереноса в несжимаемой жидкости. В результате находится начало второй зоны, где движется жидкость с пузырьками. Здесь используется схема идеального поперечного перемешивания среды. Зависимость плотности смеси от давления подчиняется модели Когарко [1]. Из уравнения баланса энергии следует зависимость между скоростью образования пузырьков и потоком тепла на стенке. В итоге получается замкнутая система нелинейных дифференциальных уравнений для определения давления и концентрации пузырьков вдоль канала.

Задача приведена к безразмерному виду, и проведен параметрический анализ полученного решения.

 

1. Когарко Б.С. Об одной модели кавитирующей жидкости. ДАН СССР, 1961, т.137, № 6.