Вскипание струи жидкого азота, инжектированного в воду
Keywords:
криогенная жидкость, жидкий азот, фазовый переход, кипение, газогидратыAbstract
Работа посвящена экспериментальному исследованию гидродинамических процессов, возникающих при инжектировании криогенной жидкости в воду. Актуальность задачи обусловлена возможностью использования результатов исследования в изучении нового метода получения газогидратов, основанного на ударно-волновом способе. Инжектирование жидкого азота осуществлялась с использованием специально разработанного устройства. Показано, что амплитуда развивающихся в таком процессе скачков давления находятся в диапазоне от 1.4 МПа до 5.3 МПа. Давление зависит от варьирования различных параметров инжектирования (температуры рабочей среды, объема свободной поверхности и т.д.). Проведена визуализация процесса с помощью высокоскоростной видеосъемки. Полученные в ходе работы скачки давления, исходя из фазовой диаграммы, могут оказаться достаточными для образования газогидратов при применении жидкого азота в качестве инжектируемой криожидкости.
Downloads
References
Байдаков В.Г. Перегрев криогенных жидкостей / В.Г. Байдаков Екатеринбург: УРО РАН, 1995. - 264 с.
Паршакова М.А. Вскипание перегретых жидкостей и "островки" Френкеля / М.А. Паршакова, Г.В. Ермаков // ТВТ. - 2001. - Т.39, № 3. - С. 488-494.
Ивашнев О.Е. Возникновение ударных волн нуклеации во вскипающей жидкости / О.Е. Ивашнев, Н.Н. Смирнов // Механика жидкости и газа.- 2005. - № 3. - С. 103-117.
Домбровский Л.А. Динамика парового пузыря при тепловом взаимодействии горячей сферической частицы с окружающей водой / Л.А. Домбровский, Л.И. Зайчик // ТВТ.- 2000.- Т.38, № 6.- С. 975-984.
Губайдулин А.А. Динамика и тепломассообмен парового пузырька, содержащего горячую частицу / А.А. Губайдулин, И.Н. Сальников // ТВТ. 2005. - Т.43, № 6. - С. 919-926.
Clarke H., Martinez-Herasme A., Crookes R., Wen D.S. (2010). "Experimental study of jet structure and pressurisation upon liquid nitrogen injection into water", International journal of multiphase flow, Vol. 36, № 4, pp. 940-949.
Мезенцев И.В. Ударно-волновые процессы воздействия на двухфазную среду при получении газовых гидратов / И.В. Мезенцев, А.В. Мелешкин // Материалы Всероссийской конференции научной молодежи "ЭРЭЛ-2011". Якутск. - 2011. - Т.1. - С. 115-116.
Мелешкин А.В. Ударно-волновое воздействие на газожидкостную смесь при получении газовых гидратов / А.В. Мелешкин, И.В. Мезенцев // Сборник трудов Всероссийской молодежной научной конференции "Современные проблемы математики и механики". Томск. - 2011. - С. 333-336
Донцов В.Е. Процессы растворения и гидратообразования за ударной волной в газожидкостной смеси / В.Е. Донцов, А.А. Чернов // Доклады РАН. - 2009. - Т.425, №6. - C. 764-768.
Накоряков В.Е. Образование газовых гидратов в газожидкостной смеси за ударной волной / В.Е. Накоряков, В.Е. Донцов, А.А. Чернов // Доклады РАН, - 2006. - Т.411, № 2. - С.190-193.
