Отправить статью по E-mail 
СТРУКТУРА ТЕЧЕНИЯ ВБЛИЗИ ПОВЕРХНОСТИ ИСПАРЕНИЯ
- Авторы: Левашов В.Ю1, Крюков А.П1, Кусов А.Л1
-
Учреждения:
- МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики
- Выпуск: № 6 (2024)
- Страницы: 127-137
- Раздел: Статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/1024-7084/article/view/283079
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1024708424060129
- EDN: https://elibrary.ru/FDKROS
- ID: 283079
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Методом совместного решения кинетического уравнения Больцмана и уравнений механики сплошной среды исследовано течение пара вблизи межфазной поверхности при испарении. Показано, что формирующаяся в этом процессе структура течения представляет собой совокупность нескольких зон: неравновесная кинетическая область (слой Кнудсена); область равномерного потока, в которой скорость, плотность и температура не изменяются по координате; контактный разрыв и область с равномерным потоком за замыкающей ударной волной. Предложен подход, позволяющий построить структуру течения при нестационарном испарении без решения кинетического уравнения Больцмана. Результаты применения этого подхода сравниваются с численными расчетами, выполненными с помощью метода совместного решения кинетического уравнения Больцмана и уравнений механики сплошной среды, а также путем прямого статистического моделирования Монте-Карло.
Об авторах
В. Ю Левашов
МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики
Email: levashovvy@imec.msu.ru
Москва, Россия
А. П Крюков
МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механикиМосква, Россия
А. Л Кусов
МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механикиМосква, Россия
Список литературы
- Lu. Z., Salamon T.R., Narayanan S., Bagnall K.R., Hanks D. F., Antao Dion. S., Barabadi B., Sircar J., Simon M.E., Wang E. N. Design and Modeling of Membrane-Based Evaporative Cooling Devices for Thermal Management of High Heat Fluxes // IEEE. Trans. Compon. Packaging. Manuf. Technol. 2016. V. 6. № 7. P. 1056—1065. doi: 10.1109/TCPMT.2016.2576998
- Amer O., Boukhanouf R., Ibrahim H.G. A Review of Evaporative Cooling Technologies // IJESD. 2015. 6. 111. doi: 10.7763/IJESD.2015.V6.571
- Humplik T., Lee J., O’Hern S.C., Fellman B.A., Baig M.A., Hassan S.F., Atieh M.A., Rahman F., Laoui T., Karnik R., Wang E.N. Nanostructured materials for water desalination // Nanotechnology. 2011. 22(29).292001. doi: 10.1088/0957-4484/22/29/292001.
- Gimeno L., Nieto R., Drumond A., Duran-Quesada A.M. Ocean Evaporation and Precipitation . In: Meyers, R.A. (eds) Encyclopedia of Sustainability Science and Technology. New York. :Springer, 2012.https://doi.org/10.1007/978-1-4419-0851-3_734
- Chiu L., Gao S., Shie C. Oceanic Evaporation: Trends and Variabilities, In book: Remote Sensing — Applications. 2012. doi: 10.5772/36503.
- Zhang Yanqun, Wang Jiandong, Gong S., Wu Z. Measuring and modeling of soil evaporation for winter wheat with drip irrigation //TCSAE. 2014. 30. 91-98. doi: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.07.011.
- Solovev D., Соловьев А. Актуальные проблемы в исследовании переноса тепла и влаги в приводном слое атмосферы // Процессы в геосредах. 2015. № 4 (4). С. 55-63.
- Кнаке О., Странский И.Н. Механизм испарения // УФН. 1959. Т. LXVIII. Вып. 2. С. 261-305.
- Stefan J. VersucheUber die verdampfung. Sitzungsber. kais // Akad. Wiss. Wien. Math. 1873. V. 68. P. 385-423.
- Stefan J. Ubereinigeprobleme der theorie der warmeleitung // Sitzungber., Wien, Akad. Mat. Natur. 1889. V. 98. P. 473-484.
- Крюков А. П., Левашов В. Ю., ЖаховскийВ. В., Анисимов С. И. Тепло и массоперенос на межфазных поверхностях конденсат—пар // УФН. 2021. 191(2). С.113-146. doi: 10.3367/UFNr.2020.04.038749
- Stephan S., Schaefer D., Langenbach K., Hasse H. Mass transfer through vapour-liquid interfaces: a molecular dynamics simulation study // Mol. Phys. 2020. V. 119. P. 1-13. doi: 10.1080/00268976.2020.1810798.
- Frezzotti A., Barbante P. Simulation of shock induced vapor condensation flows in the Lennard-Jones fluid by microscopic and continuum models. // Phys. Fluids. 2020. 32 (12): 122106. https://doi.org/10.1063/5.0032439
- Zhakhovsky Vasily V., Kryukov Alexei P., Levashov Vladimir Yu, Shishkova Irina N., Anisimov Sergey I. Mass and heat transfer between evaporation and condensation surfaces: Atomistic simulation and solution of boltzmann kinetic equation // PNAS. 2019. 116(37). P. 18209-18217. doi: 10.1073/pnas.1714503115
- Kobayashi K., Hori K., Kon M., Sasaki K., Watanabe M. Molecular dynamics study on evaporation and reflection of monatomic molecules to construct kinetic boundary condition in vapor-liquid equilibria // Heat and Mass Transfer. 2016. 52. doi: 10.1007/s00231-015-1700-6.
- Кусов А. Л., Лунев В. В. О нестационарном разлете разреженного газа при испарении конденсированного материала с его перегретой поверхности // Изв. РАН. МЖГ. 2012. № 4. С. 130-144.
- Титарев В.А. Шахов Е.М. Теплоотдача и испарение с плоской поверхности в полупространство при внезапном повышении температуры тела // Изв. РАН. МЖГ. 2002. № 1. С. 141-153.
- Kryukov A.P., Levashov V.Yu., Shishkova I.N. Evaporation-Condensation Problem In Vapour-Gas Mixtures // Proc. 25th Int. Symp. on RGD, Novosibirsk, 2007, p.1176-1181.
- Попов С.П., Черемисин Ф.Г. Совместное численное решение уравнений Больцмана и Навье-Стокса // Вычислительная динамика разреженного газа. 2000. М.: ВЦ РАН, с. 75—103
- Анисимов С.И., Лукьянчук Б.С. Избранные задачи теории лазерной абляции// УФН. 2002. Т. 172. № 3. С. 301-333.
- Муратова Т.М., Лабунцов Д.А. Кинетический анализ процессов испарения и конденсации // ТВТ. 1969. Т. 7. № 5. С. 959-967.
- Коган М.Н., Макашев Н.К. О роли слоя Кнудсена в теории гетерогенных реакций и в течениях с реакциями на поверхности// Изв. АН СССР. МЖГ. 1971. №6. С. 3-11.
- Анисимов С.И., Рахматулина А.Х. Динамика расширения пара при испарении в вакуум // ЖЭТФ. 1973. Т. 64. Вып. 3. С. 869-876.
- Labuntsov D.A., Kryukov A.P. Analysis of intensive evaporation and condensation // Int. J. Heat Mass Transfer. 1979. Vol. 22, P. 989-1002.
- Коган М.Н. Динамика разреженного газа, М.: Наука, 1967. 440 с.
- Лабунцов Д.А., Ягов В.В. Механика двухфазных систем: Учебное пособие для вузов, М.: Издательство МЭИ, 2000. 374 с.
- Bird G.A. Molecular Gas Dynamics and the Direct Simulation of Gas Flows. Oxford: ClarendonPress, 1994. 458 p.
- Кусов А.Л., Лунев В.В. Применение метода прямого статистического моделирования Монте-Карло при решении задачи о нестационарном разлете разреженного газа в случае его испарения с перегретой поверхности материала в вакуум // Космонавтика и ракетостроение, 2010. № 1(58). C. 36—45.
- Черный Г.Г. Газовая динамика. М.: Наука, 1988. 424 с.
Дополнительные файлы
