МОДЕЛЮВАННЯ КОНДЕНСАЦІЇ СТРУМЕНЯ ПАРИ КИСНЮ У РІДИНІ КИСНЮ
DOI:
https://doi.org/10.32782/KNTU2618-0340/2020.3.2-2.14Ключові слова:
конденсація; струмінь газоподібного кисню; потік рідкого кисню; довжина області конденсації; критерій фазового переходу; швидкість газоподібного кисню; швидкість рідкого кисню; узагальнення експериментальних даних; регресійний аналізАнотація
Представлені результати чисельних розрахунків довжини області конденсації струменя газоподібного кисню в потоці рідкого кисню. Конденсація струменя перегрітої пари низькотемпературного середовища має свої особливості в порівнянні з конденсацією струменя водяної пари. При моделюванні течій різних середовищ можуть бути використані наступні безрозмірні параметри і критерії: відношення щільності рідини і пари, відношення швидкості рідини і пари, критерій фазового переходу. Температура газоподібного кисню може бути істотно вище температури насичення, це призводить до відмінності умов конденсації. Використано дані експериментальних досліджень з візуалізацією процесу конденсації струменя газоподібного кисню в потоці рідкого кисню, а саме, фотографії, на яких показано взаємодію струменя газоподібного кисню з потоком рідкого кисню. На фотографіях область конденсації, переважно, має форму факела. В ранніх дослідженнях струменевої конденсації водяної пари у воді струмінь має форму конуса. В результаті узагальнення експериментальних даних отримана формула для визначення довжини області конденсації. Безрозмірна довжина області конденсації є нелінійною функцією безрозмірних параметрів: відношення швидкостей рідкого і газоподібного кисню і критерію фазового переходу. У результаті застосування методів нелінійного регресійного аналізу уточнені значення параметрів для функції, за якою визначається довжина області конденсації газоподібного кисню в потоці рідкого кисню. Було обчислено середньоквадратичне відхилення експериментальних даних від теоретичних даних, які розраховувалися за аналітичною залежністю з двома комплектами значень параметрів: новими та запропонованими в роботі [2]. Проведено порівняльний аналіз точності побудованих апроксимуючих функцій. Нова функція є більш точною і може бути використана для математичного моделювання динаміки насосної системи рідинного ракетного двигуна.
Посилання
Пилипенко О. В., Прокопчук А. А., Долгополов С. И., Писаренко В. Ю., Коваленко В. Н., Николаев А. Д., Хоряк Н. В. Особенности математического моделирования низкочастотной динамики маршевого ЖРД с дожиганием генераторного газа при запуске. Космічна наука і технологія. 2017. Т. 23, № 5. С. 3–12. DOI: 10.15407/knit2017.05.003.
Пилипенко В. В., Дорош Н. Л., Манько И. К. Экспериментальное исследование конденсации пара при вдуве струи газообразного кислорода в поток жидкого кислорода. Техническая механика. 1993. Вып. 2. С. 7780.
Гликман Б. Ф. О конденсации струи пара в пространстве, заполненном жидкостью. Известия АН СССР. 1957. № 2. С. 4349.
Накоряков В. Е., Сафарова Н. С. Простая формула для определения положения поверхности раздела фаз при конденсации затопленной струи пара. Известия СО АН СССР. Серия техн. наук. 1975. Т. 8. № 2. С. 6971.
Kudo A., Eguso T., Toda S. Basic Study on Vapor Suppression. Proceedings of the 5th International Heat Transfer Conference (Тоkуо, 1974). Vol. 3. P. 221225.
Ісаченко В. Н., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1981. 416 с.
Акуличев В. Л., Алексеев В. Н., Буланов В. А. Периодические фазовые превращения в жидкостях. М.: Наука, 1988. 280 c.
Кутателадзе С. С., Накоряков В. Е. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах. Новосибирск. Наука, Сиб. Отделение АНСССР, 1984. 302 с.
Сигел Э. Практическая бизнес-статистика: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс», 2008. 1056с.
Пилипенко О. В., Долгополов С. І., Ніколаєв О. Д., Хоряк Н. В. Математическое моделирование запуска многодвигательной жидкостной ракетной двигательной установки. Технічна механіка. 2020. №1. С. 518. DOI: 10.15407/itm2020.01.005.
