Введение
1. Течения вскипающей жидкости в рамках известных моделей 31
1.1. Равновесная модель кипящей жидкости 31
1.2. Аппроксимационные зависимости для теплофизических свойств воды и водяного пара 32
1.3. Разгерметизация сосуда в рамках равновесной модели 35
1.4. Течения в соплах Лаваля в рамках равновесной модели 42
1.4.1. Уравнения равновесной модели для каналов переменной площади поперечного сечения 42
1.4.2. Расчетные и нерасчетные режимы течения равновесной смеси 43
1.4.3. Критические сопловые потоки 2-го типа 47
1.5. Неравновесная по температурам модель кипения на постоянном числе пузырьков 49
1.6. Разгерметизация сосуда в рамках неравновесной модели 52
1.7. Течения в соплах Лаваля в рамках неравновесной модели 55
1.8. Модели кипящей жидкости, объясняющие волны кипения 58
1.9. Результаты главы I - 61
2. Ударные волны разрежения в неравновесно кипящей жидкости 62
2.1. Гипотеза о втором механизме формирования межфазной поверхности 62
2.2. Модель, учитывающая возможность дробления пузырьков при их проскальзывании 63
2.2.1. Предположения и уравнения модели 63
2.2.2. Схема дробления 64
2.2.3. Расчет проскальзывания фаз 66
2.3. Выбор свободных параметров модели . 69
2.4. Моделирование разгерметизации сосуда 70
2.4.1. Стадия быстрых волн 70
2.4.2. Стадия медленной волны разрежения 72
2.5. Структура и механизм медленной волны " 76
2.6. Медленная волна как поверхность разрыва. Энергетическая картина волны 79
2.7. Расчеты сопловых течений 82
2.8. Причина автоколебаний 84
2.9. Механизм автоколебаний 87
2.10. Конструирование сопла, исключающего автоколебания 90
2.11. Результаты главы II 93
3. Ударные волны сжатия в неравновесно кипящей жидкости 94
3.1. Кипение в скоростных и медленных потоках. Гипотеза о дроблении микронных пузырьков 94
3.1.1. Ранняя стадия кипения в скоростных потоках 94
3.1.2. Вскипание в неподвижных жидкостях 97
3.1.3. Гипотеза о природе центров кипения в скоростных потоках 103
3.2. Механизм разрушения пузырьков за счет радиальных ускорений 104
3.3. Неустойчивость, вызванная радиальными ускорениями, в эксперименте 107
3.4. Модель, учитывающая дробление за счет радиальных ускорений 109
3.4.1. Уравнения модели 109
3.4.2. Схема дробления 110
3.4.3. Расчет радиальных ускорений 111
3.5. Разгерметизация удлиненного сосуда 113
3.6. Стационарная структура волны нуклеации 116
3.7. Феномен квазиустойчивого состояния неравновесной смеси 121
3.8. Разгерметизация 4-х метрового сосуда 123
3.8.1. Влияние начального числа центров кипения 123
3.8.2. Влияние критической величины числа Бонда 124
3.8.3. Отражение волн от закрытого конца сосуда 125
3.8.4. Основная стадия истечения 127
3.9. Сопловые течения 128
3.10. Результаты главы III 130
4. Метод "двойного треугольника" для численного решения гиперболических уравнений 132
4.1. Причины численных осцилляции 132
4.1.1. Большие "источниковые члены" 132
4.1.2. Превышение физической скорости распространения информации над схемной 136
4.1.3. Третий дефект разностных схем 138
4.1.4. Расчеты с псевдовязкостью 142
4.2. Осцилляции при расчете распространения волн линейной жидкости 145
4.3. Анализ причин возникших осцилляции . 148
4.4. Схема "двойной треугольник" 150
4.5. Моделирование ударных волн в газе по схеме "двойной треугольник" 153
4.5.1. Двухшаговый вариант схемы 153
4.5.2. Классификация схемы 155
4.5.3. Результаты расчетов 156
4.5.4. Расчеты с псевдовязкостью 158
4.6. Задача о распаде разрыва 160
4.7. Схема "двойной треугольник" для течений кипящей жидкости 161
4.8. Задача о центрированной волне разрежения в равновесной смеси 164
4.9. Расчет сопловых течений 167
4.9.1. Схема "двойного треугольника" для каналов переменного сечения 167
4.9.2. Особенности расчета стационарных критических течений неравновесных смесей в соплах Лаваля 170
4.9.3. Расчет методом установления 174
4.10. Результаты главы ГУ 176
5. Анализ основных предположений 177
5.1. Предположение о равенстве давлений фаз 177
5.2. Автомодельный профиль температур вокруг пузырька 181
5.3. Предположение о равенстве скоростей фаз 183
5.4. Результаты главы V 186
6. Задачи "микроуровня" 187
6.1. Силы, действующие на сферическую частицу, движущуюся в идеальной несжимаемой жидкости 187
6.1.1. Постановка задачи 187
6.1.2. Решение 188
6.1.3. Связь средней скорости жидкости со,скоростью на. бесконечности 190
6.1.4. Учет стесненности частиц 192
6.2. Расчет интенсивности испарения перегретой жидкости в движущийся пузырек 193
6.2.1. Влияние относительного движения пузырька на испарение в экспериментах 193
6.2.2. Паровой пузырек с "твердой" и "мягкой" поверхностью 197
6.2.3. Микро-задача о движении вязкой жидкости в пограничном слое 198
6.2.4. Сопоставление с экспериментами расчетов всплытия парового пузырька с "твердой" поверхностью 200
6.2.5 Причины расхождения расчетов с экспериментом 204
6.2.6. Плоская модель "мягкой" межфазной поверхности 207
6.2.7. Постановка задачи о всплытии парового пузырька с "мягкой" поверхностью 209
6.2.8. Первая автомодельность задачи о росте парового пузырька с мягкой поверхностью 211
6.2.9. Вторая автомодельность 214
6.2.10. Ограничения на использования второго автомодельного решения 217
6.3. Расчет интенсивности дробления пузырьков 218
6.3.1. Устойчивость плоской межфазной поверхности к малым возмущениям 218
6.3.2. Схема разрушения пузырька 220
6.3.3. Влияние сферичности поверхности на ее устойчивость 223
6.3.4. Влияние вязкости на устойчивость межфазной поверхности 224
6.4. Результаты главы VI 229
Основные результаты работы и выводы 231
Приложение А. Уравнения многоскоростного движения многофазной среды с малым проскальзыванием фаз 233
