Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Динамика слоя структурированной фазы при перевозках застывающих жидкостей

(3)

где Y = y/d0; h=d(Fo)/ d0; q = K =; Fo =.

Граничное условие (3) на границе раздела фаз принимает следующий вид:

(4)

где n = 1,25 и m =0,08 для ламинарного режима, а для турбулентного режима – n =1,33 и m =0,16;

b =a0 / a ср - относительный коэффициент теплообмена в начальный момент времени;

q ж,0 = (tж,0t* )/(t* -tср ) £ 1 относительная начальная температура перегрева жидкости.

Т.к. температура жидкости в процессах подогрева и остывания изменяется во времени по экспоненциальному закону, то относительное изменение избыточной температуры нефтепродукта во времени в граничном условии (4) можно представить в следующем виде:

для процесса остывания – Dt ж /Dtж,о = exp(-n B Fo);

при подогреве Dtж0 /Dtж = 1 - exp(-n B Fo),

где В - безразмерная величина темпа изменения избыточной температуры жидкого груза.

Полученная система уравнений (1)- (3) представляет собой задачу Стефана при граничных условий первого или третьего на стенке и второго рода на внешней границе слоя, зависящих от времени.

При решении уравнений (1)-(3) использовался достаточно надежный и простой метод /1/, основанный на том, что температурное поле в слое твердой фазы близко к линейному. С ростом величины числа К погрешность данного приближения уменьшается. Для повышения точности решения вводится поправка на нелинейность температурного поля. В результате применения этого метода система (1)-(3) сводится к бесконечной системе дифференциальных уравнений.

Численные решения получены для граничных условий 1 и 3 рода на стенке, в процессе остывания и подогрева, а также при постоянной температуре жидкости. В расчетах условия однозначности изменялись в следующем диапазоне: число фазового перехода К= 0,5-15; безразмерная величина темпа остывания и подогрева В=0,001-0,15; безразмерная избыточная температура жидкости qж,0 =0-1, что перекрывает диапазон их изменения в реальных условиях при транспортировке жидких грузов.

1 2 3 4