Динамика многофазных систем. Учебное пособие

Раздел 1. СОДЕРЖАНИЕ И ОБЛАСТИ
РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ
МОДЕЛЕЙ ДВУХФАЗНЫХ СИСТЕМ.
Лекция 1. Общие положения. Используемый
математический аппарат. Модели двухфазных
систем: контрольная ячейка; раздельное течение;
гомогенная модель; взаимопроникающие
континуумы
Лекция 2. Уравнения сохранения для многофазных
сред. Универсальные условия совместности.
Специальные условия совместности в задачах
тепломассообмена
Раздел 2. ГИДРОСТАТИКА ГАЗОЖИДКОСТНЫХ
СИСТЕМ.
Лекция 3. Поверхностные явления. Поверхностная
энергия
и поверхностное натяжение
Лекция 4. Формула Лапласа. Смачиваемость,
краевой угол, формула Юнга
Лекция 5. Основное уравнение гидростатического
равновесия.
Жидкость в сосудах и капиллярах
Лекция 6. Качественный анализ осесимметричных
равновесных поверхностей раздела. Уравнение
гидростатического равновесия для
осесимметричных задач
и результаты численного решения уравнения
гидростатического равновесия
Лекция 7. Аналитические решения и условия
отрыва капель
и пузырьков с плоской поверхности и со среза
капилляра
в гидростатическом приближении
Раздел 3. ВОЛНЫ МАЛОЙ АМПЛИТУДЫ
НА ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТИ
Лекция 8. Механизмы возникновения волновых
течений.
Классическая задача о гидродинамической
устойчивости
плоской границы раздела фаз (линейное
приближение).
Основные уравнения и условия совместности
Лекция 9. Решение задачи устойчивости.
Дисперсионное уравнение.
Анализ результатов решения и классификация
устойчивых волн
на поверхности раздела
Лекция 10. Неустойчивость Рэлея-Тейлора.
Экспериментальная проверка теории
Лекция 11. Неустойчивость гельмгольца.
Гидродинамическая теория кризисов кипения и
модель Н. Зубера
Раздел 4. Общие закономерности отекания
гравитационных пленок
Лекция 12. Гидродинамика жидких пленок: общие
положения.
Математическое описание задачи течения
ламинарных гравитационных пленок
Лекция 13. Ламинарные гравитационные пленки:
классическое решение Влияние трения со стороны
потока газа
Лекция 14. Волновые пленки. Распад тонких
пленок.
Гидродинамика турбулентных пленок
Раздел 5. ДВИЖЕНИЕ ДИСКРЕТНОЙ ЧАСТИЦЫ В
СПЛОШНОЙ СРЕДЕ
Лекция 15. Классическая задача о движении сферы
в идеальной жидкости
с постоянной скоростью. Парадокс Д'Аламбера.
Ускоренное движение частицы в идеальной
жидкости.
Присоединенная масса
Лекция 16. Задача Стокса об обтекании сферы
вязкой жидкостью.
Сила сопротивления, действующая на сферу
Лекция 17. Решение Адамара и Рябчинского о
движении сферического пузырька (капли).
Скорость падения (всплытия) сферической
частицы. Анализ методами подобия качественных
закономерностей движения газовых пузырьков в
жидкости
Лекция 18. Результаты экспериментальных
исследований всплытия
газовых пузырьков в жидкости. Аналитическое
решение
для формы большого пузыря. Особенности
всплытия
газовых пузырей в каналах
Лекция 19. Скорость падения капель в газе,
условия дробления для капель.
Теория Колмогорова о дроблении капель и
пузырьков
в турбулентном потоке
Раздел 6. ДИНАМИКА НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ
ДВИЖЕНИЯ ПАРОВЫХ ПУЗЫРЕЙ В ЖИДКОСТИ
Лекция 20. Неустановившееся сферическое
движение газовой полости в жидкости. Вывод
уравнения Рэлея. Энергетическая интерпретация
уравнения, кавитация в потоке жидкости
Лекция 21. Задача Рэлея о коллапсе сферической
полости внутри жидкости. Поле давления в
жидкости вблизи коллапсирующей полости
Лекция 22. Образование и рост парового пузыря в
объеме жидкости
и у стенки. Задача о всплытии растущего пузырька
Лекция 23. Отрыв паровых пузырей от твердой
стенки.
Квазистатический отрыв пузырьков. Инерционная
модель отрыва
для паровых и газовых пузырей. Зависимость
отрывного радиуса
от скорости потока
Раздел 7. КАЧЕСТВЕННЫЕ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ В
КАНАЛАХ
Лекция 24. Двухфазные потоки в каналах.
Расходные и «истинные»
характеристики. Режимы течения двухфазных
потоков.
Карты режимов течения
Лекция 25. Экспериментальное определение
истинного объемного
паросодержания. Формула Арманда для
горизонтальных каналов
и ее теоретическое обоснование. Формула
Лабунцова
для гомогенных течений в вертикальных каналах
Лекция 26. Одномерные уравнения сохранения
импульса и энергии для гомогенных двухфазных
потоков в каналах. Гомогенная модель для расчета
сопротивления
Лекция 27. Модели кольцевых двухфазных
течений.
Нормативный метод расчета гидравлического
сопротивления
для двухфазных потоков. Методика
Локарта-Мартинелли для расчета
расслоенных течений и ее обобщение
ЛИТЕРАТУРА