Formation of supersonic steam-water jets accompanied by generation of acoustic pulsations
| Autor: | Bolotnova, Raisa, Korobchinskaya, Valeria |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2023 |
| Předmět: | |
| DOI: | 10.18721/jpm.161.250 |
| Popis: | The features of supersonic steam-water jets formation under outflow through a thin nozzle from a high-pressure chamber are considered. The modes of emerging vibration processes are investigated, depending on variation of initial saturation states determined by pressure and temperature. The proposed model equations system of steam-water mixture in three-dimensional formulation, in two-temperature, single-pressure, single-velocity approximations, takes into account interphase heat exchange, evaporation and condensation phenomena. The numerical implementation of this problem is carried out by the authors developed solver in the OpenFOAM package. The process of evolution a supersonic jet with formation Mach disk is studied and the causes of generation a pressure acoustic pulsations are investigated. The analysis of influence of initial saturation states of vapor-water fluid located in a high-pressure chamber on intensity and frequency of acoustic vibrations is given. To justify the reliability numerical method in the OpenFOAM package, the obtained solution with experimental photograph of supersonic nitrogen jet owing through cylindrical nozzle from a high-pressure chamber is compared. Рассмотрены особенности формирования сверхзвуковых пароводяных струй, истекающих через тонкое сопло из камеры высокого давления. Исследованы режимы возникающих вибрационных процессов в зависимости от изменения начальных состояний насыщения, определяемых давлением и температурой. Предлагаемая система модельных уравнений пароводяной смеси в трехмерной постановке включает двухфазные уравнения динамики в двухтемпературном, однодавленческом, односкоростном приближениях с учетом межфазного теплообмена, явлений испарения и конденсации. Численная реализация поставленной задачи проведена с применением разработанного авторами решателя в среде открытого пакета OpenFOAM. Изучен процесс развития сверхзвуковой струи с образованием диска Маха и исследованы причины образования акустических пульсаций давления. Дан анализ влияния исходных состояний насыщения водного флюида, находящегося в камере высокого давления, на интенсивность и частоту возникающих акустических колебаний. Для обоснования достоверности используемого численного метода с применением пакета OpenFOAM проведено сравнение полученного численного решения с экспериментальной фотографией сверхзвуковой струи азота, истекающей через цилиндрическое сопло из резервуара высокого давления. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|