Эволюция ударных волн и эффекты их усиления в парожидкостных средах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

РГ8 ОД

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ТЕПЛОФИЗИКИ

На правах рукописи УДК 532.529

ВАССЕРШШ Евгений Саккович

ЭВОЛЮЦИЯ УДАРНЫ! ВОЛН И ЭФФЕКТЫ ИХ УСИЛЕНИЯ В ПАРОЖИДКОСТНЫХ СРЕДАХ

01.04.14 - теплофизика и молекулярная физика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Новосибирск - 1993

Работа выполнена в Институте теплофизики Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

ПОКУСАЕВ Борис Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор ПАПЫРИН Анатолий Никифорович,

доктор физико-математических наук, НЕМИРОВСКИЙ Сергей Карпович

Ведущая организация: Институт механики МГУ" (г.Москва)

Защита состоится "/£> " цл&иЛ 1993 г. в//час.мин. на заседании специализированного совета К 002.65.01 по присуждению ученой степени кандидата наук в Институте теплофизики СО РАН по адресу: 630090, Новосибирск-90, проспект Академика Лаврентьева, I.

£ диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Института теплофизики СО РАН.

Автореферат разослан " ^иЛ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук л В. Н. Яригин

ОБДАЛ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОИ

Актуальность теш. Устойчивый интерес к волновой динамике двухфазных сред на протяжения последних десятилетий связан как с проблемами безопасности и ванными приложениями в энергетике, химической технологии и криогенной технике, так и с большой спецификой и разнообразием волновых свойств таких сред, изучение которых представляет самостоятельную научную ценность. Большая часть исследований в этой области сосредоточена на газожидкостных л парогидкостных пузнрькозых средах. Последнее время значительный ннтерес помимо пузырьковой проявляется я к другим структурам двухфазного потока: снарядной,

гребешкозой , расслоенной и другим. При этом практически неисследованной остается волновая динамика паракидкостного снарядного потока. Дазе малая доля rasa (пара) в двухфазных средах приводит к качественны:.; изменениям з их акустических свойствах: сильно уменьшается скорость звука, появляется большая дисперсия, аномальное отражение и т.д. Наличие фазовых переходоз в парогидкостннх смесях накладывает дополнительные особенности ка волновую динамику: резко возрастает неткне::-ность, диссипация, могут возникать значительные повышения давления (так называемое усиление), как в прямой, так и в отраженной волне. Если механизм усиления в отраженной волне достаточно выяснен к связан с сильны;.! раалйчие?.: акустических свойств среда в пряной и-отрагенной волне, то ситуация в прямой волне остается слабо изученной, йекду тем понимание соответствующего механизма особенно ваяно для решения 'проблем безопасности энергетических установок, включая АЭС, в которых используется кипкций, пли перегретый теплоноситель.

Пельз данной работы явилось экспериментальное изучение эзолацяи ударных волн умеренной интенсивности в парокидкост-ных средах как пузырьковой, так к снарядной структуры; выяв-ленне закономерностей п механизма их усиления.

Научная новизна. Впервые, с применением новых оригинальных кетоднк оптической регистрации двухфазного потока, проведено. систематическое экспериментальное исследование по эволюции ударных волн умеренной интенсивности в паролидкост-ной среде пузырьковой, и снарядной структуры. Впервые зыявле-

ны и изучены характерные режимы усиления ударных вата в пузырьковом и снаряда си потоке. Установлены общие закономерности и качественные особенности эффектов усиления для различных структур парожидкосгкого потока. Определены амплитудные пороги возникновения и основные параметры .усиленных волн давления. Предложены механизмы их формирования и идеализированная модель распространения сильное волны в снарядном потоке.

С! использованием различных методик скоростной фото- и кинорегистрации получены новые экспериментальные данные по динамике разрушения п схлопывания одиночных к множественных паровых пузырькоз и снарядов. Вперзые в парогидкостной пузырьковой среде зарегистрированы с помощью импульсного лазерного стробоскопа вторичные импульсы уплотнения, излучаемые схлопывающмися в волне пузырька?.«.

Автор защищает:

1. Результаты экспериментального исследования эволздии ударных волн умеренной интенсивности в парозидкостной среде ,в тал числе:

- характерные регяыы распространения ударных волн в пузырьковом и снаряди ал потоке.

- Области существенного повышения амплитуды волны (усиления) и структура "усиленных" волн в пузырьковой и снарядной среде.

. - Особенности разрушения и схлопывания паровых пузырьков и снарядов в волне давления.

2. Методики оптической регистрации двухфазной среды:

- Автоматическая фотометрия основных параметров пузырьковой структуры в стационарном потоке и их динамики в волне давления.

■ - Скоростная фоторегистрация двухфазного потока в волновом процессе.

Практическая ценность. Полученные экспериментальные данные позволили определить условия при которых мояет возникать режим усиления ударной волны в пароаидкостной среде пузырьковой и снарядной структуры. Определены такие основные параметры усиленной волны и предложен механизм её формирования. Эти результаты ваяны для построения расчетных моделей переходных режимов и предотвращения аварийных ситуаций в обору-

довании с кипящим или перегретым теплоносителе?.:. Разработанные для проведения экспериментов методики автофотометрии пузырькового потока и скоростной фоторегистрации могут быть такие применены и в различных технологических процессах с использованием двухфазных течений.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на расширенных семинарах лаборатории теплообмена при фазовых превращениях Института теплофизики СО РАН, П Всесоюзной конференции молодых исследователей "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидродинамики" (Новосибирск,1987 г.), У Всесоюзной школе молодых ученых "Современные проблемы теплофизики" (Новосибирск, 1988 г.), Ш1 Баучно-техническоГ:'конференции молодых ученых ИТТЗ УАН (Киев, 1968 г.), ;.1еядународ-ном форуме по тепломассообмену (Минск, 1988 г.),У1 Лациональном конгрессе по теоретической я прикладноГ: механике (Зарна, Болгария, 1989 г.), Мецпународное школе - семинаре "Проблемы гидродинамики и тепломассообмена з атомной энергетике" (LteKCK, 1989 Г.), ."Леядународнш симпозиуме "Adiabatic Waves in Liquid - Vapour Systems" (Гёттинген, ФРГ, 1Э90), ¡.'ехдуна-

родном семинаре по теплофизическим аспектам безопасности БВЭР (Обнинск, 1990), Всесоюзном акустическом семинаре (Новосибирск, 1990), Международном симпозиуме "Shock «faveo and Shock Tubes" (Сендан, Япония, I9SI г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано II печатных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Работа содерасит 33 рис., библиография 161 наименований. Обсии объем IIS стр.

СОДЕРЕАНИЕ РАБОТЫ

5о введении обосновывается актуальность те:.и диссертационной работы, с формулированы цель и предает исследований.

3 первой главе представлен обзор теоретических и экспериментальных работ по волновоЗ динамике двухфазных сред. В теоретическое моделировании распространения ваш давления в пузырьковых средах выделяются несколько основных подходов. Акустический - основан на теории рассеяния звука на пузырь-

ках. В гидродинамическом гомогенном подходе яидкость с пузырькам}! моделируется сплошной средой с эффективно;'! сжимаемостью плотностью а вязкостью. Учет инерционных эффектов, связанных с радиальным движением пузырьков и определяющих сильную дисперсию скорости звука, используется з так называемых динамических моделях пузырьковой среда. Большое количество экспериментальных и теоретических работ посвящено поведению пузырьков и снарядов в волне давления. Рассматриваются вопросы устойчивости1 мегфазной границы, дефошацин и разрушения пузырей. Выделены основные типы неустойчивости, определяющие характер разрушения. Эксперименты, проведенные в Институте теплофизики СО РАН выявили кумулятивный характер разрушения газового снаряда. При этом саииы процессам разрушения и их обратному влиянию на волну давления не уделялось достаточного внимания. Ряд работ посвящен выводу и изучению единого волнового уравнения типа Еуссинеска, Бюргерса -Кортевега - де -Вряза, Клейна - Гордона и других.

Большой цикл теоретических, численных н экспериментальных исследований по распространению вата давления в двухфазной среде был выполнен в Институте теплофизики СО РАН З.Е.Нако-ряковым с сотрудниками. Получены эволюционные уравнения для газо- и парохидкостной пузырьковой среды и их обобщения для снарядного, расслоенного и других резиаоз течения двухфазной среда. Численно и экспериментально обнаружены все основные типы волновых структур: осциляяцлснные к монотонные ударные волны, солитоны и волновые пакеты. Для газонидкостных сред пузырьковой и снарядной структуры отмечается хорошее согласие с решениями уравнения типа БКЗ в широкой области параметров. При этом лишь слабые волны ( о, в ) в паронгдкостных

пузнрькозых потоках удовлетворительно описываются волновым уравнением. При распространении сильных ваш в парахидкост-ных средах наблюдалось появление хаотических высоноамшштуд-ных импульсов давления на фоне основной водны.

Такого рода эффекты существенного повшения максимального давления в волне (усиление) регистрировались рядам авторов, как при отражении от твердой стенки, так и в прямой волне для жидкостей с пузырьками пара или растворимого газа. Отмечается , что механизм аномального отражения и усиления в не-

однородно;: среде достаточно ясен, однако ситуация в пряглой волне остается мало изученной. Имеющиеся отдельные экспериментальные данные не позволяю? наденно определять закономерности усиления. С цельг выявления этих закономерностей л восполнения недостатка соответствующих экспериментальных данных была поставлена задача о проведении серии экспериментов по эволюции ударных волн умеренной интенсивности в парожидкост-нкх средах, как пузырьковой, так и снарядной структуры.

Во второй главе приведено описание экспериментальных методик и оборудования. Эксперименты по эзолпции волн давления умеренной интенсивности в паронидкостных средах проводились на основе классического метода ударной трубы с широким использование!.- нестандартных методик диагностики двухфазной структуры: автофотометрии пузырьковой структуры, скоростной фоторегистрации двухфазного потока. Именно ем уделено основное внимание в данной глазе.

Установке представляли собой разлдчгше зарзанты терксста-тирозгнных двухфазных ударных труб з зависимости от структуры исследуемой парокидкостной среды (пузырьковая, снарядная, гребепковая, расслоенная) и требуемой формы исходного возму-цения давления (ударнне волны с крутыми и пологими фронтами, финитные сигналы).

Эксперименты в пузырьковом потоке проводились на вертикальной ударной трубе с наруанил электротешостатированием -рис. I. Внутренний диаметр трубы составлял 52 юл, длина рабочего участка - 1,8 м. Ударная волна создавалась разрывом ди-афрагаы, отделящей рабочий участок от камеры высокого давления. Для формирования короткого возмущения давления на входе в среду использовался метод гядроудара, возникающего при соударении разогнанного твердого поршня с поверхностью яид-кости. Для этого была сконструирована пневматическая пушка. Динамика волны давления регистрировалась высокочастотным;: пьезоэлектрическими датчиками ЛХ-601, расположенными по всей длине рабочего участка. В качестве рабочих нидкостей использовались дистиллированная вода и фреоны- II, -113, температура которых поддерживалась на линии насыщения. Паровые (газовые) пузырыш барботировались из парогенератора через капилляры 0 0,3 ш, установленные на дне трубы. Исходные па раме т-

ры пузырьковой структуры варьировались в пределах 0,2 * 1% по объемным -паросо держаниям и 0,5 т- 3 ьы по радиуса!,! пузырен. Соответствующий оперативный контроль осуществлялся с пом осью разработанной авторе».« эффективной оптической методики на основе простой теневой схемы. Га не схема.яспользозалась для регистрации динамики пузырьков в волне дазления. Метод изыере ний основан на определении суммарного сечения пузырьков по степени'перекрытия светового пучка в среднего их числа в измерительном объеме 23 анализа флуктуационной составлящеЁ интенсивности прошедшего без отклонения света. Полученные отсюда значения среднего размера пузырей и парос од ерзания принимались в качестве исходных при регистрации динамики пузырьков в волне давления. 2 этом случае фиксировалась высокочастотная составлялся сигнала фотодетчкка.

Ыодифиццрозанный вариант оптического устройстза применялся для измерения уровня жидкости и его динамики з волне для определения среднего по столбу паро(га з о)с о депнаяпя и скорости еидкостп за фронтом золнк. Принцип его действия основан на разделении лучей, прошедпшх по гидкости и по воздуху (пару) за счет различия з показателях прелогдления. Соответствующие методики подробно описаны и обоснованы в третьей разделе глава.

Для более детального анализа динамики пузырьков и их разрушения в ваше давления использовалась скоростная киносъемка, производившаяся по методике, разработанной в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН. В качестве источника света использовался импульсный стробосвоп, изготовленный в ИШМ СО РАН на основе твердотельного лазера с периодической модуляцией добротности. Стробоскоп выдавал цуг из 20 мощных езетовых импульсов длительностью 10 не и интервалом 2 -е- 100 мкс. Съемка производилась на камеру 23Р-2 в режиме фоторегистрации; в результате получалась кинограмма из 20 кадров.

Эксперименты на снарядном парояидкостном потоке проводились в стеклянной трубке с внутренние диаметром 8 ш при различных её наклонах (от вертикального до горизонтального -расслоенный режим). Дтана рабочего участка составляла от I м до 1,5 м. Принципиальным отличием от пузырьноаой установки

является здесь применение электромагнитных тглапанов, как для генерации зозмуцения давления необходимой длительности, так и для формирования треб.гзмоа снарядной структуры парожидко-стного потока. Это позволяло осуществлять Iпокое компьютерное управление как сн2р.-сз;с„ струк'.-уро::, ?а>; :; возмущением давления. Термостатирозанпе рабочего участка осуществлялось прокачиванием нагретой до требуемо;; температуры вода через внешнюю стеклянную трубу и термостат. Прозрачный рабочий участок облегчал как визуальное наблюдение, так и видео и кино-фотосъемку динамики паровых снарядов в волне. Специально для экспериментов в снарядном и расслоенном режимах было разработано и сконструировано достаточно простое устройство, позволяющее получать скоростную кинограмму (~ I мс/кадр) на одном кадре щрокоформаткого фотоаппарата с использованием стробоскопического освещения. Подробно оно описано в четвер- ' том разделе главы.

Управление экспериментом, сбор к обработка были автоматизирована с помощью измерительно-вычислительного комплекса на основе микроэвм - "Электронкка-бО" и стандарта КАМАК.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию распространения ударных золи умеренной интенсивности и коротких импульсов давления з парожидкостной среде пузырьковой структуры. Особенности коллективного поведения паровых пузырьков в волне обсуждаются в первом разделе главы. Здесь представлены скоростные.кинограммы одиночных и множественных пузырьков полученные с помощью импульсного лазерного стробоскопа и камеры Н&Р-2. Наряду с общими закономерностями отмечаются и качественные различия в характере их деформации и разрушения. В достаточно интенсивной волне пузыри в парокид-костной смеси сильно деформируются и успевают как правило совершить всего 1,5 цикла осцилляции до практически полного охлопывания. При этом даже разнокалиберные пузырьки схлопы-ваются практически одновременно, с излучением высокоамплитудных сферических волн, зафиксированных на кинограммах.

Структура ударной волен и шронта конденсации (в парояид-костной пузырьковой среде) обсугдается во втором разделе. Характер эволюции волны давления в экспериментах значительно менялся с изменением амплитуда падающей волны. Слабые возму-

щения ^.0,2) сильно "размазывается" и приобретают вя-

, лый монотонный профиль. Аналогично выглядит а фронт конденсации, соответствующей тепловому реяпму охлопывания пузырьков. Более сильные волны на ранних стадиях эволюции приобретают осцилляционнуа структуру (рис. 2)-как к в газожидкостной среде. Характерный ,'одногорбый"профиль имеет здесь и фронт конденсации. При дальнейшем распространении волны осцилляции затухают и её фронт выполагизается. Увеличение интенсивности ударной волны до &Р0 /приводит к качественным изменениям: впереди выделяется уединенный ударны! импульс с крутыми фронтами, проходящий расстояния порядна своей длины без существенного изменения форма (рис. 3). Его установившаяся амплитуда ■ близка к ашлитуде отраженной волны и может в несколько раз превышать исходный скачок.

Из анализа экспериментальных данных предложен возысшшй механизм усиления: формирование уединенного импульса в результате интерференции зысскоамплитудкых вторичных волн, переизлученных схлопыванкцимися пузырьками в сверхзвуковом режиме распространения волны. Обсундается связь регама усиления с устойчивостью стационарной волны с потной конденсацией. Показано, что амплитудный порог формирования ударного импульса хорошо согласуется с услозием ДР„ /% > ¿Г - превышения скорости стационарной волны с полной конденсацией:

ис = (л £//>(/-г.мГ х (I)

/ ТР \

над низкочастотной двухфазной скоростью звука с„ - /./>у(/-у)Г Экспериментальные данные по отраженной волне и колебаниям паронидкостного столба как целого приведены в третьем разделе главы. Помимо дазления в экспериментах измерялась динамика уровня жидкости по методике, описанной зо второй главе. Расчет амплитуды кеакустяческого отражения для стационарной волны с полной конденсацией, даюгдай йРг ~% %У/гС, хорошо согласуется с результатами для отракекной волны (рис. 4) и оказывается удовлетворительной оценкой сверху для амплитуды уединенного ударного импульса, характерная динамика колебаний паронидкостного столба, возникающих в результате многократных переотразений предстазлена на рис. 5. Колебания имеют ярко выраненный нелинейны:! характер с короткой фазой высокого давления, длительностью определяемой двойным

пробегом волны со скоростью звука в чистой яидкоетл, и длинной фазой разрежения соответствующей двухфазной скорости звука.

Четвертая глава лосэящена экспериментальному исследовании особенностей волновой динамики снарядного парогидкост-ного потока. Эксперименты проводились как в вертикальном так и з наклонных каналах. Специфика поведения паровых снарядов в волке, их разрушение я охлопывание обсуждаются з первом разделе главы. Скоростные кинограммы, полученные по методике, описанной в 2.4, показали существенные различил в деформации паровых снарядов по сравнению с лузырькаш. Как и в экспериментах с газовыми и одиночными паровыми снарядами, проведенных ранее в ИТ, з достаточно сильных золках^/о ^2) наблюдалось кумулятивное разрушение паровых снарядов. В вертикальном канале в зависимости от начальных услозн.£ кумулятивная струя, сформированная на головке снаряда могла шбо прошить его наскзозь, либо выйти на боковую стенку, инициируя мелкоыас-атабное поверхностное возмущение, распространя-юцееся вдоль снаряда. При этом резко возрастает мезфазная поверхность 2, как следствие, интенсивность тепломассообмена, что приводят к ускорению полного охлопывания снаряда. В наклонных каначах процесс конденсации' еще более интенсифицируется ввиду изначально более деформированной я следовательно менее устойчивой формы снарядовПрактически латная конденсация снарядов происходит на стадии первого сна тая л окончательная на втором цикле осцилляции. При этом излучаются короткие высокоамплитудные импульсы давления.

Обсуждению вероятных причин меньшей упругости паровых снарядов по сравнению с пузырьками посвящен второй раздел главы. Здесь в геометрически идеализированной схеме рассматривается принципиальная возможность так называемого гддро-ударного рениш охлопывания паровой полости. Показано, что в отличие от сферического пузырька такой реним в принципе возможен ддя снаряда.

Структура ударных волн в снарядном парозидкостнсы потоке рассматривается в третьем разделе главы. Эксперименты выявили наряду с общими закономерностями, п существенные отличия в эволюция ударной водны по сравнению с пузырьковым

потокам. Структура умеренно сильных волн здесь заметно отличается я от той, что возникает в газожидкостном снарядном потоке. Так же как п в пузырьковойгсреде относительно слабые волны \АРо/Р0 ) приобретают осцидляционную структуту фронта на ранних стадиях формирования - рис. 6. далее осцал-ляцаи затухают и фронт выполакивается. Отраженные золны имеют тот же характер и природу, что и в пузырьковой среде. Увеличение амплитуды падающей волны до «1,2 бар приводит к качественным изменениям: хаотические зысокоамплгтудаые импульсы появляются сначала на хвосте ударной волен, далее они приобретают весьма регулярную структуру. Дальнейшее увеличение амплитуда падающей волны приводит к быстрому формирований) упорядоченной "гребенки" (рис. 7). ка.хдый импульс которой соответствует схлопкзансю очередного снаряда. В этом случае первый импульс гребенки соответствует фронту волны конденсации. Её скорость хороио описывается варааениеы (I) дяя стационарной затаы с полной конденсате;": - сплоанал линия на риг. '8. Низкочастотный быстрозатухазцай предвестник ввделл-юлдйся перед гребенкой имеет скорость близкую к скорости ударной волны б газсшщкостной среде Цр =(йР, л- ^'с*-пунктирная линия на рис. 8. Акгиштудный порог формирования гребенчатой структуры ударной волны ~ 1,1 т- 1,2 примерно разен показатели адиабаты у~ = 1,12 для фреона-II, что-соответствует сверхзвуковому реаиму ( ас >са) распространения стационарной волны с полной конденсацией аналогично уединенному ударному импульсу в пузырьковой среде. По всей видимости такая структура язляется характерной для установившейся достаточно сильной'ударной волны в снарядном парогидкск^тном потоке.

Отклонение канала от вертикали не приводит к качественные измене'ниям в структуре волны. .Однако "гребенка" здесь формируется несколько быстрее. Это связано с меньшей прочностью "наклонных снарядов" и, как следствие, менее упругим их охлопыванием.

Измерения ашлитуда гребенки л максимального давления, возникающего при охлопывании одиночного парового снаряда в зависимости от амплитуда падающей волны показали близость соответствующих величин - рис. 9. Примерно такой хе оказа-

лась и максимальная амплитуда давления в одиночном газовом снаряде. Соответствующий расчет по газовой адиабате, дапдий в неявном виде:

Ро " Г-1 {Р~ах/1>УГ-1

- штриховая линия на рис. 10 - оказывается здесь хорошей оценкой. Описание же по идеализированной гндроударной схеме, представленное в этой главе, дает качественное согласие с экспериментом для умеренно сильных волн в ларохидкостном снарядном потоке, однако результат для амплитуды гребенки оказывается сально (в 2 г 3 раза) завышенным. По-видзмоыу,с . дальнейшим ростом амплитуды падающей волны реальный процесс будет более адекватен упсгшнутой модели.

Б заключении данной главы обсуждаются общие закономерности л качественные особенности усиления в пузырьковой л снарядной парохидкостных средэх.

0СН03ЕЫЕ БИЗОНЫ:

1. Проведено систематическое экспериментальное исследование по эволюции ударных волн щеренной интенсивности з па-рожидкостной пузырьковой среде. Впервые выявлены и изучены квазистацаонарные уединенные ударные импульсы как характерный рекик усиления з пузырьковом потоке. Слредален аштитуд-ный порог их зарождения. Предложен качественный механизм их формирования.

2. Получены новые экспериментальные данные по динамике разрушения и охлопывания паровых пузырькоз; установлена качественные особенности в поведении одиночных и множественных пузырьков; впервые в парохидкостнок пузырьковой среде зарегистрированы с помощью импульсного лазерного стробоскопа вторичные импульсы уплотнения, излучаеглые схлопываащимися в волне пузырьками.

3. Блерзые проведено экспериментальное исследование по эволюции ударных волн в пароаидкостной среде снарядной структуры. Обнаружена характерная для таких сред структура усиленной ударной волны - гребенка высокоамплитудных импульсов.

Определен порог ее формирования, оказавшийся близким к соот-ьстсгвуыцел величине доя пузырькового потока. Показано, что сильная ударная волна распадается на низкочастотный предвестник, распространяющийся со скоростью ударней волны в газо-лшдкосгкол среде и основную волну - греоенкз , движущуюся со скоростью стационарной волны конденсации. Представлена идеализированная гадроудариая модель распространения сильной волны.

4. С псьгодъю оригинальной техники скоростной фоторегкетра-ц^и зарегистрированы особенности дннагияки паровых снарядов в волна: формирование кумулятивных струй, зароаденне л развитие позерхностннх возмущений, разрушений и последовательное охлопывание снарядов в цепочке.

5. Разработаны новые эффективные методики оптической диагностики паронидкостного (газехтлдкостного) потока: автофо-тоыеграя основных параметров пузырьковой структуры в стационарна.; потоке и в волновом процессе, скоростная фоторегист-рацил волновой динамики двухфазного потока.

Рас. I. Пузырьковая парсгидкостная ударная труба. Принципиальная схема установки.

&р

-Ssc

0,1 ma

__M

iVlA/^-'V

О, 2 M

0,7M

W

CrrprKtrrU

I 1 I I 1 I I 1 1 I I I I I I Г I .1.

-И-

û,Stxc

Рис. 2. Ззалхждя оснилляционной золен з пароводяной пузырьковой смеся. f„= 1,8?; J?0 = 3 ш

i

Рис. 3. Осзлированпе уединенного ударного шшульса. <?о = 0,2$; Ro=0,6WM

Рис. 4. Амплитуда отраженной волны.

Рис. 6. Эволюция слабой ударной волны в снарядной паро-еидкостнсы потоке. ^ = 0,19.

Рис. 7. Сильная ударная волна в снарядном парокидкостном потоке. = 0,21.

2.5

2.0

о \

Э

1.5

/УЧЛЛЛ - 1 ***** - 2

д-

£ -й

■ I I 1 ■ I I ■ I I

1 1 1 ■ ■ ' ' ■ ■ ■ ■ ' ■ ' ■ ■ ' ' ■ ■ ■

Рис. о. Скорость золны в зависимости от амплитуда падающего скачка давления. I - предвестник, 2 - первый хмпульс гребенки.

Рис. S. Максимальное давление в волне относительно амплитуда ладащего скачка.

Одиночный снаряд: 1-06; длина снаряда £s = 2,5* i- 5 см, длина пробки ^,-оОсм; 2-06,.4=3-5-4 Lp - 5 * 12 см; 3 - 0 32; 4-0 15,5, воздух в воде; 5 - 0 16, воздух во фреоне-Ii. Цепочка снарядов: 6-08, 1$ - 2,2 * 3 см, %= 20 * c£s%\ 7 - то se, гребенка.

Оснозкые результаты диссертации опубликованы з следующих работах:

1. Нажоряказ В.Е., Покусаев Б.Г., Прибаттрин H.A., Леж-нин С.И., Басседаан E.G. Нестационарные волновые процессы в кипялда средах // ТЬВДШАСССХШ.ЕН: Материалы Международного форума по тепломассообмену. ."¿инск, 1988.

2. Бассерман E.G. Оптическая диагностика пузырьковой структуры газо-, парожидкостных сред в стационарном потоке и в волновых процессах // Актуальные вопросы теплофизики и физической гидродинамики. материалы П Всесозз. конф. молодых исследователей. Новосибирск, 1968. С. I73-ISI.

3. Зассериан Е.С. Зоршрозание сильных ударных ныпуль-соз в кипящей пузырьковой среде // Изв. СО АН СССР. Сер.техн. наук, 1988. Í 21. Зап. 6. С. 80-84.

4. Kakoryafcov V.E., Pokusaev E.G., Pribaturin H.A., beshnin S.I., Vaaeeraan E.S. "cnataticnary f'ave Processes in Boiling Uedia // Proc. ГШ." All Symp. "Adiabatic Haves in Liquid - Vapor Systems". Gottingen, 1939.

18

5. Покусаев Б.Г., Прибатурин Н.А., Вассерман Е.С. // Ля-наыяка прохождения ударных волн в пузырьковой парожидкостной среде // Проблемы гидродинамики и тепломассообмена в атомной энергетике: материалы Международной школы - семинара. .Линек, 1989. С. 36-44.

6. Yassernan E.S. Generation of strong shocks in a boiling bubbly medium // Soviet J. Applied Physics, 1989. Vol. 3. N. 3. P. 83-89.

7. Покусаев Б.Г., Вассерман E.G., :Луллядяанов И.И., Прибатурин Н.А. Эффекты охлопывания и разрушения пузырей при распространении золн сжатия з двухфазной сиеси // Нестационарные процессы з двухфазных потоках. Новосибирск 1989.

С. 3-2?.

8. Покусаев Б.Г., Прибатурин Н.А., Лежыин С.й., Актераев С.П., Зассерлан З.С. Динамика процессоз вскипания з сборке ТВЭЛов при набросе тепловой нагрузки // ТЕШ10КБИКА-90: материалы .Международного семинара по теплооизичееким аспектам безопасности ЗВЭ?. Обнинск, 1990.

9. Покусаев 5.Г., Прибатурин Н.А., Вассерлан Е.С. Эффекты возрастания амплитуда ударных золн умеренной интенсивности в оароаидкостной среде. Особенности для снарядного течения/'/ Материалы Всесоюзного акустического семинара. Новосибирск,

10. Pokusaev B.G., Sribaturin N.A. & Vasserman E.S. Moderate 3hock wave propagation in vapour - liquid slug flow // Proc. of 16th Intern. Synp. S.7ST. Sendai, 1991.

1990

Подписано к печати 28.04.93 г.

Формат буьгаги 60 х 84 1/16 7ч.-изд.л. I

Заказ й 370 Тираз 100 экз.

Отпечатано в Институте теплофизики СО РАН 630090, Навосибярск-90, проспект академика М.А.Лаврентьева, I