двухфазное течение

ДВУХФАЗНОЕ ТЕЧЕНИЕ - течение гетерогенных смесей в отличие от течения однородных по фазовому состоянию гомогенных смесей: смеси газа с каплями жидкости или твёрдыми частицами (газовзвесь), смеси жидкости с твёрдыми частицами (суспензия), смеси жидкости с каплями др. жидкости (эмульсия), смеси жидкости с пузырями; течение водонасыщенных грунтов, композитных материалов и т. п. Д. т. может сопровождаться фазовыми превращениями - конденсацией и испарением, плавлением, кипением и кристаллизацией. При Д. т. происходят и др. сложные физ--механич. процессы. Так, при движении газа, содержащего жидкие частицы, возможно их дробление под действием аэродинамич. сил, их слияние (коагуляция) из-за разности в скоростях частиц разл. размера, а также интенсивный теплообмен между газом и частицами. В парожидкостных потоках, движущихся в трубах, возможны образование плёнок на стенках трубы, срыв и осаждение капель на них, теплообмен между паром, каплями и плёнкой. При Д. т. процессы трения, теплообмена, характер распространения звука, интенсивность ударных волн существенно иные, чем при течении гомогенных смесей. При Д. т. происходит взаимодействие фаз путём обмена массой, импульсом и энергией, характер к-рого зависит от формы, массовой доли, физ. свойств и размеров включений (жидких или твёрдых частиц, пузырьков). В общем случае каждая из фаз имеет свои давление, темп-ру, плотность и скорость движения. Для описания Д. т. сплошной среды используется понятие о многоскоростном континууме с взаимопроникающим движением составляющих. Многоскоростной континуум представляет собой совокупность N континуумов, каждый из к-рых относится к своей составляющей (фазе или компоненте) смеси и заполняет один и тот же объём, занятый смесью. Для каждого из этих составляющих континуумов в каждой точке определяются обычным образом плотность, скорость и др. параметры, относящиеся к своему континууму и своей составляющей смеси. T. о., в каждой точке объёма, занятого смесью, будет определено N плотностей, темп-р, скоростей и т. д. Так, в Д. т. газовзвеси газ и группы частиц различных размеров образуют многоскоростной континуум в соответствии с числом таких групп.

Рис. 3. Прецессия вектора Блоха в отсутствие релаксации.

При малых размерах частиц Д. т. смеси газа и частиц можно рассматривать как течение нек-рого фиктивного газа, имеющего те же темп-ру, давление и скорость, что и двухфазная смесь, но отличный от газовой фазы показатель адиабаты , теплоёмкость и плотность . Величины фиктивного газа зависят от массовой доли частиц, показателя адиабаты газовой фазы , теплоёмкостей газовой фазы с_р и частиц c_s.

Д. т. имеют место в авиац. и ракетно-космич. технике, хим. технологии, обычной и атомной энергетике, во мн. метеорологич. процессах.

Лит.: Дейч M. E., Филиппов Г. А., Газодинамика двухфазных сред, 2 изд., M., 1981; Coy C., Гидродинамика многофазных систем, пер. с англ., M., 1971; Крайко A. H. в др., Механика многофазных сред, в кн.: Итоги науки и техники. Сер. Гидромеханика, т. 6, M., 1972; Стернин Л. E., Основы газодинамики двухфазных течений в соплах, M., 1974; Нигматулин P. И., Основы механики гетерогенных сред, M., 1978. У. Г. Пирумов.

   <<      Предметный указатель      >>