Авторы
Щербаков С.И.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Щербаков С.И. – старший научный сотрудник. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-84-43; e-mail:Аннотация
В работе приведено описание расчетной модели течения многокомпонентной смеси с отличающимися значениями локальных скоростей компонент. Компоненты могут превращаться друг в друга. Это кипение, конденсация, выпадение росы, кристаллизация из раствора и подобные процессы. Модель предназначена для инженерных оценок процессов в оборудовании и является упрощенной – каждая компонента представлена локальными значениями концентрации (доли объема) и вектора скорости. Локальные векторы скорости представляют комбинацию среднеобъемной скорости и скорости дрейфа для каждой компоненты. Среднеобъемные скорости смеси рассчитываются с помощью любого алгоритма для течения однородной среды, содержащего внутренние источники объемного расхода. Скорости дрейфа определяются из скоростей проскальзывания и концентраций компонент. Скорости проскальзывания задаются алгебраическими соотношениями и зависят от локальных ускорений смеси. Распределения концентраций компонент рассчитываются с помощью уравнений переноса компонент, число которых на единицу меньше числа компонент. Уравнения переноса содержат источники компонент. Источник компоненты – сумма распадов других компонент в эту компоненту за минусом суммы распадов этой компоненты в другие. Сумма источников всех компонент – это источник объемного расхода для расчета среднеобъемной скорости. Свойства смеси рассчитываются по концентрациям и свойствам компонент. Модель реализована в составе приложения Turboflow для трех компонент. Приведены примеры расчета многокомпонентных течений – кипение воды в канале и большом объеме, перенос и отложение примеси в ловушке, течение смеси газа и жидкости в пространстве сложной геометрии.
Ключевые слова
многокомпонентная смесь, течение, массоперенос, фазовый переход, численный расчет, поток дрейфа, скорости скольжения компонент, распределение концентраций
УДК 532.529.5
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 1, c. 204–214