Моделирование динамики парокапельных сред в процессе регазификации Тукмакова Надежда Алексеевна

Краткое описание

Тукмакова,НадеждаАлексеевна.Моделированиединамикипарокапельныхсредвпроцессерегазификации: диссертация ... кандидата технических наук : 01.02.05 /ТукмаковаНадеждаАлексеевна; [Место защиты: Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ]. - Казань, 2019. - 187 с. : ил.больше
Цитаты из текста:

стр. 2
термодинамики газовзвесей ипарокапельныхсистем ...................... 16 1.1 Анализ методов, применяемых в механике многофазныхсред............................................................................................................. 16 1.2 Модельдинамикиполидисперсной газовзвеси ипарокапельнойсмеси в эйлеровых координатах ................................ 21 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 Уравнения движения несущейсреды...

стр. 11
проект № 17-48-160359 «Разработка малоинерционного регазификатора сжиженного природного газа на основе численногомоделированиятермо- и гидродинамикипарокапельныхсистем»; гранта Правительства РФ № 14.Z50.31.0003 «Создание многопрофильной, комплексной лабораториимоделированияфизико-техническихпроцессовпри решении сопряжённых задач аэромеханики, теплофизики, акустики и вибростойкости, вентиля- 12 ции и микроклимата, экологии и мониторинга эксплуатации

стр. 20
преобразованию сжиженного газа в газообразную форму употребляется как термин «газификация», так и термин «регазификация». В дальнейшем изложении работыпроцессгазификации СПГ будет называтьсярегазификацией. 21 1.2 Модельдинамикиполидисперсной газовзвеси ипарокапельнойсмеси в эйлеровых координатах

Оглавление диссертациикандидат наук Тукмакова Надежда Алексеевна
Введение
Глава 1 Математическая модель и численный метод описания гидро- и термодинамики газовзвесей и парокапельных систем
1.1 Анализ методов, применяемых в механике многофазных
сред
1.2 Модель динамики полидисперсной газовзвеси
и парокапельной смеси в эйлеровых координатах
1.2.1 Уравнения движения несущей среды
1.2.2 Уравнения движения дисперсной фазы
1.2.3 Модель дробления капель
1.2.4 Модель коагуляции капель
1.2.5 Модель прогрева и испарения капель крупных фракций
1.2.6 Равновесная модель испарения и конденсации капель мелкой фракции
1.2.7 Модель динамики парокапельной смеси с учетом дробления
и коагуляции капель
1.2.8 Аппроксимация теплофизических свойств жидкого
и газообразного метана
1.2.9 Аппроксимация теплофизических свойств воды и водяного
пара
1.3 Метод решения системы уравнений движения полидисперсной смеси
1.3.1 Явная схема Мак-Кормака с расщеплением пространственного оператора по направлениям
1.3.2 Схема нелинейной коррекции
1.4 Выводы по главе 1, постановка цели и задач исследования
Глава 2 Верификационные расчёты динамики газа, процессов дробления, коагуляции, нагрева и испарения капель крупных фракций, равновесного испарения мелкой фракции и конденсации пара
2.1 Колебания газа в акустическом резонаторе: сопоставление результатов расчёта и физического эксперимента
2.1.1 Математическая модель
2.1.2 Постановка задачи
2.1.3 Результаты расчётов
2.2 Течение газа в каверне
2.3 Дробление капель воды в воздушном потоке по механизму обдирки поверхностного слоя
2.4 Динамика полидисперсной парокапельной смеси метана
с учётом механизма дробления капель
2.5 Динамика полидисперсной парокапельной смеси метана
с учётом механизма коагуляции капель
2.6 Движение полидисперсной парокапельной смеси метана
с дроблением и коагуляцией капель
2.7 Тестовые расчёты испарения водяных капель различных фракций в высокотепературном воздушном потоке
2.8 Нагрев и испарение капель крупных фракций метана
2.9 Моделирование испарения мелкодисперсной фракции и конденсации пара на основе равновесной модели фазовых переходов
2.10 Выводы по главе
Глава 3 Моделирование пространственной сепарации
и волновой динамики полидисперсных газовзвесей
3.1 Колебания коагулирующей полидисперсной газовзвеси
в акустическом резонаторе
3.1.1 Модель движения газовзвеси
3.1.2 Колебания газовзвеси в плоском канале при воздействии акустического поля без учета коагуляции и изменения дисперсности смеси
3.1.3 Возникновение параметрического резонанса при колебаниях коагулирующей газовзвеси
3.2 Пространственная сепарация фракций полидисперсной газовзвеси при обтекании обратного уступа
3.3 Выводы по главе
Глава 4 Течение парокапельной смеси с учётом механизмов дробления, коагуляции, испарения капель и конденсации пара
4.1 Течение парокапельной смеси в коаксиальном канале
с теплоизолированной стенкой
4.2 Течение парокапельной смеси в коаксиальном канале
с нагретой стенкой
4.2.1 Течение парокапельной смеси в коаксиальном канале
c температурой внешней стенки 162 К
4.2.2 Течение парокапельной смеси в коаксиальном канале
c температурой внешней стенки 210 К
4.2.3 Эффект запирания потока парокапельной смеси в коаксиальном канале при дальнейшем повышении температуры внешней стенки
4.3 Выводы по главе
Заключение
Список используемых источников информации
Приложение
Список принятых сокращений и условных обозначений СПГ - сжиженный природный газ;
АГРС - автоматизированная газораспределительная станция; ТВЭЛ - тепловоспринимающий элемент; ВБИБ - диэтилгексилсебакат; х, у - декартовы координаты, м; t - время, с;
р - плотность несущей среды, кг/м3; р - давление несущей среды, Па; Т - температура несущей среды, К;
и - х-составляющая (осевая) скорости несущей среды, м/с;
V - у-составляющая (радиальная) скорости несущей среды, м/с;
w - азимутальная составляющая скорости несущей среды, м/с;
Ех1, - осевая, радиальная и азимутальная составляющие удельной силы
взаимодействия между несущей средой и /-той дисперсной фракцией, Н/м3;
тхх, тху, туу - хх, ху, уу составляющие тензора вязких напряжений в газе, Па;
I - удельная внутренняя энергия несущей среды, Дж/м3;
е - удельная полная энергия несущей среды, Дж/м3;
Ср - теплоёмкость газа при постоянном давлении, Дж/(кг*К);
^ - коэффициент динамической вязкости газа, Па*с;
а - коэффициент поверхностного натяжения жидкости, Н/м;
у - постоянная адиабаты;
Я - индивидуальная газовая постоянная, Дж/(кг*К);
аг- - объёмное содержание /-той дисперсной фракции;
а - объёмное содержание дисперсной фазы;
X - коэффициент теплопроводности несущей среды, Н/(К*с);
Qi - удельный тепловой поток между несущей средой и /-той дисперсной
фракцией, Дж/(с*м3);
Ui - .-составляющая (осевая) скорости i-той дисперсной фракции, м/с; Vi - ^-составляющая (радиальная) скорости i-той дисперсной фракции, м/с; wi - азимутальная составляющая скорости i-той дисперсной фракции, м/с; ri - радиус частицы i-той дисперсной фракции, м; di - диаметр частицы i-той дисперсной фракции, м; у - поправка на сжимаемость несущей среды; ф - поправка на одиночность частицы; Ti - температура i-той дисперсной фракции, К; D - дилатация, 1/с;
Cdi - коэффициент сопротивления единичной сферической частицы i-той фракции;
Cdi0 - стандартный коэффициент сопротивления одиночной сферической частицы i-той фракции;
L - удельная теплота парообразования метана (воды), Дж/кг;
ji - удельная интенсивность межфазного обмена массой между i-ой фракцией
и паром, кг/(м3-с);
Мго - число Маха i-той дисперсной относительного движения фаз, Re^ - относительное число Рейнольдса для i-той дисперсной фракции; Wei - число Вебера i-той дисперсной фракции; V - вектор скорости несущей среды, м/с;
Vi - вектор скорости i-той дисперсной фракции, м/с;
рг- - средняя плотность i-той дисперсной фракции, кг/м3;
ei - удельная тепловая энергия i-той дисперсной фракции, Дж/м3;
Nu, - число Нуссельта i-той дисперсной фракции;
Lpi - число Лапласа i-той дисперсной фракции;
рю -плотность вещества i-той дисперсной фракции, кг/м3;
Cpi - теплоёмкость при постоянном давлении вещества i-той дисперсной
фракции, Дж/(кг*К);
Рг - число Прандтля для несущей среды;
a, Ь, с, Л, B - размерные коэффициенты в уравнении состояния Бенедикта-
Вебба-Рубина;
Индексы:
/ - порядковый номер дисперсной фракции; п - количество дисперсных фракций.