Features of the coagulation and fragmentation of drops in turbulent gas–liquid jets
In this paper, the mass exchange between drops of various sizes resulting from their coagulation and fragmentation in a two-phase jet is studied. Drops are combined into classes, and the drops of the isolated classes are assumed to consist of pure substances (components) in the initial cross-section of the jet. When moving away from the nozzle due to interparticle interaction, other components appear in the drops of all classes. The study of the variation in the component composition of drops makes it possible to analyze the intensity of mass exchange between drops and the ratio between coagulation and fragmentation of drops. Calculations have shown that coagulation and fragmentation of the drops occur simultaneously in the jet, but coagulation prevails over fragmentation. At a short distance from the nozzle, a significant change is observed in the fraction of components in the drops, and further their component composition remains constant. As the concentration of drops increases, the ratio between components in the drops tends to the ratio between the volume concentrations of the drops from the isolated classes in the initial cross-section of the jet.
Keywords
two-phase jet,
drops,
gas,
coagulation and fragmentation of drops,
mathematical model,
calculation resultsAuthors
| Zuev Yuriy V. | Moscow Aviation Institute (National Research University) | yuri_zuev@bk.ru |
Всего: 1
References
Mostafa A.A., Mongia I.N., McDonell V.G., Samuelsen G.S. Evolution of Particle-laden Jet Flows: A Theoretical and Experimental Study // AIAA Journal. 1989. V. 27 (2). P. 167-183.
Шрайбер А.А., Гавин Л.Б., Наумов В.А., Яценко В.П. Турбулентные течения газовзвеси. Киев: Наукова думка, 1987.
Турбулентность. Принципа: и применения / под ред. У. Фроста, Т. Моулдена. М.: Мир, 1980.
Крашенинников С.Ю. К расчету осесимметричных закрученных и незакрученных турбулентных струй // Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. 1972. № 3. С. 71-80.
Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Решетников В.А., Истомин Е.А. Выбор критериев и определение их значений для оценки характера взаимодействия фаз в двухфазных турбулентных струях // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. № 1. С. 42-54.
Стернин Л.Е. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М.: Машиностроение, 1974.
Friedlander S.K. Smoke, Dust and Haze: Fundamentals of Aerosol Behavior. New York: Wiley & Sons, 1977.
Стернин Л.Е., Шрайбер А.А. Многофазные течения газа с частицами. М.: Машиностроение, 1994.
Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред: в 2 ч. М.: Наука, 1987. Ч. 1.
Хинце И.О. Турбулентность, ее механизм и теория. М.: Физматгиз, 1963.
Зуев Ю.В. Влияние коагуляции и дробления капель на параметры газокапельной турбу лентной струи // Ученые записки Казанского университета. Сер. Физико-математические науки. 2022. Т. 164, кн. 1. С. 85-100. doi: 10.2690-7/2541-7746.2022.85-100.
Wang J., Dalla Barba F., Picano F. Direct numerical simulation of an evaporation turbulent diluted jet-spray at moderate Reynolds number // International Journal of Multiphase Flow. 2021. V. 137 (5). Art. 103567.
Elghobashi S. Particle-laden turbulent flows: direct simulation and closure models // Applied Scientific Research. 1991. V. 48 (3-4). P. 301-314.
De S., Lakshmisha K.N. Simulations of Evaporating Spray Jet in a Uniform Co-Flowing Tur bulent Air Stream // International Journal of Spray and Combustion Dynamics. 2009. V. 1 (2). P. 169-198.
Mostafa A.A., Mongia H.C. On the modeling of turbulent evaporating sprays: Eulerian versus Lagrangian approach // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1987. V. 30 (12). P. 2583-2593.
Пахомов М.А., Терехов В.И. Численное исследование турбулентной структуры поли дисперсной двухфазной струи с испаряющимися каплями // Математическое моделирование. 2016. Т. 28, № 11. С. 64-78.
Архипов В.А., Матвиенко О.В., Жарова И.К., Маслов Е.А., Перфильева К.Г., Булавко А.М. Моделирование динамики жидко-капельного хладагента при авиационном тушении пожаров // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2019. № 62. С. 68-78.
