Эффект взрывного вскипания жидкого азота при смешении с водой
Keywords:
криогенная жидкость, жидкий азот, фазовый переход, кипение, газогидратыAbstract
Данная работа является продолжением экспериментального исследования гидродинамических процессов, возникающих в результате инжекции криогенной жидкости в воду. В ходе выполнения исследований были зарегистрированы процессы, сопровождающие фазовый переход, происходящий при смешении жидкого азота с водой. Показано, что амплитуда развивающихся в таком процессе скачков давления находятся в диапазоне от 1.4 МПа до 5.3 МПа. Давление зависит от изменения различных условий инжектирования, таких как температура рабочей среды, объема свободной поверхности и т.д. Проведенная оптическая регистрация процесса инжекции струи жидкого азота в воду выявила структуру и этапы развивающегося при этом процесса. Показано, что на внешней границе парового цилиндрического пузыря наблюдается активное турбулентное перемешивание, что необходимо учитывать при разработке математической модели процесса. На границе раздела газ-вода наблюдались льдоподобные кристаллические структуры. Полученные результаты могут быть полезными для изучения нового метода получения газогидратов, основанного на ударно-волновом способе.
Downloads
References
Clarke H., Crookes R, Wen D.S., Dearman P., Aryes M. (2009) "Development of a Liquid Nitrogen Fuelled Cryogenic Engine", In: TAE 7th International Colloquium Fuels, pp. 649-656.
Wen D.S., Chen H.S., Ding Y.L., Dearman P. (2006). "Liquid nitrogen injection into water: pressure build-up and heat transfer", Cryogenics, Vol. 46, pp. 740-748.
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.
Патент РФ №2405740. В.Е. Накоряков, В.Е. Донцов. Ударно-волновой способ получения газогидратов. 2010. БИ 34.
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.
