Архив номеров

Изучается процесс разгерметизации сосуда высокого давления, предварительно заполненного недогретой до параметров насыщения водой. После разгерметизации давление в сосуде падает и в атмосферу истекает вскипающая жидкость. Эксперименты показали, что после прохождения по жидкости первой волны разрежения и падения давления ниже линии насыщения в сосуде образуется двухфазная смесь с небольшим объемным содержанием пара, до 20%. Интенсивное кипение начинается только после прихода движущейся со скоростью ~10 м/с волны разрежения, названной в "скачком вскипания".

Для объяснения особенностей этого процесса разработана математическая модель, учитывающая разность скоростей фаз. Хотя в пузырьковых потоках она всего ~1 м/с, но оказывается достаточной, чтобы вызвать дробление пузырьков. Расчеты показали, что дробление протекает, как цепная реакция, т.е. один акт дробления создает условия для следующих. Лавинообразный рост числа пузырьков приводит к резкой интенсификации кипения и быстрому переходу неравновесной смеси в равновесное состояние. Этот процесс протекает в узкой области - медленной волне кипения, которая в численных расчетах выглядит как скачок.

Разработанная модель позволила получить в численном эксперименте решения, хорошо согласующиеся с экспериментальными данными, исследовать структуру волны и объяснить ее.