Vapor Bubble Growth in a Superheated Liquid (Pressure Blocking Effect)

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The vapor bubble growth problem in a superheated liquid is considered. The Stefan number in the metastable region us evaluated. The asymptotics of the “thermal explosion” is investigated in the framework of the energy thermal scheme. The “pressure blocking” effect is show to occur if the Stefan numbers exceeds 1. An analytical solution is obtained for the bubble growth law in a liquid with energy spinodal temperature. A numerical study of butane bubble growth in the near-spinodal region is performed. A comparison of the solution with the experimental results on the boiling of a butane drop is given.

Sobre autores

Yu. Zudin

National Research Centre “Kurchatov Institute”

Autor responsável pela correspondência
Email: yzudin@gmail.com
Russia, Moscow

D. Urtenov

National Research Centre “Kurchatov Institute”

Email: yzudin@gmail.com
Russia, Moscow

Bibliografia

  1. Ghazivini M., Hafez M., Ratanpara A. et al. A review on correlations of bubble growth mechanisms and bubble dynamics parameters in nucleate boiling // J. Therm Anal Calorim. 2022. V. 147. P. 6035–6071.
  2. Stojanovic A.D., Belosevic S.V., Crnomarkovic N.D., Tomanovic I.D., Milicevic A.R. Nucleate pool boiling heat transfer: Review of models and bubble dynamics parameters. Thermal Science. 2022. V. 26. №1. P. 157–174.
  3. Lee H.S., Merte Jr. H. Spherical vapor bubble growth in uniformly superheated liquid // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1996. V. 39. № 12. P. 2427–2447.
  4. Гиббс Дж.В. Термодинамика. Статистическая механика. М.: Наука.1982. 584 с.
  5. Вукалович М.П., Новиков И.И. Уравнение состояния реальных газов. М.: Госэнергоиздат. 1948. М.-Л.: Госэнергоиздат. 340 с.
  6. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие. Л.: Химия. 1982.
  7. Новиков И.И. Термодинамика спинодалей и фазовых переходов. М.-Л.: Наука. 2000.
  8. Скрипов В.П. Метастабильная жидкость. М.: Наука. 1972.
  9. Dalle Donne M., Ferranti M. P. The growth of vapour bubbles in superheated sodium // Int. J. Heat Mass Transfer. 1975. V. 18. P. 477–493.
  10. Prosperetti A., Plesset M.S. Vapor-bubble growth in a superheated liquid // Journal of Fluid Mechanics. 1978. V. 85. № 2. P. 349–368.
  11. Robinson A. Bubble growth dynamics in boiling. Ph. D. Thesis. McMaster University Hamilton, Ontario, Canada. 2002.
  12. Zanje S, Iyer K.K.R., Murallidharan J.S., Punekar H., Gupta V.K. Development of generalized bubble growth model for cavitation and flash boiling // Physics of Fluids. 2021. V. 33. № 7. Article id.077116077116.
  13. Brennen C.E. Cavitation and Bubble Dynamics. Oxford: Oxford University Press. 1995.
  14. Авдеев А.А. Динамика парового зародыша в перегретой жидкости (закономерности начального периода роста) // ТВТ. 2015. Т. 53. Вып. 4. С. 569–578.
  15. Лабунцов Д.А. Современные представления о механизме пузырькового кипения жидкостей. В кн.: Теплообмен и физическая газодинамика: М.: Изд-во АН СССР. С. 98–115. 1974.
  16. Scriven L.E. On the dynamics of phase growth. Chem. Eng. Sci. 1959. V. 10. № 1/2. P. 1–14.
  17. Зудин Ю.Б., Уртенов Д.С. Предельные и бинарные схемы роста парового пузырька // Известия РАН. Энергетика. 2023. № 5. С. 60–78.
  18. Карташов Э.М. Теплопроводность при переменном относительном коэффициенте теплообмена // Известия РАН. Энергетика. 2015. № 2. С. 138–149.
  19. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. Учебное пособие. 1985. 480 с.
  20. Plesset M.S., Zwick S.A. The growth of vapor bubbles in superheated liquids // J. Appl. Phys. 1954. V. 25. P. 493–500.
  21. Shepherd J.E., Sturtevant B. Rapid evaporation at the superheat limit // J. Fluid Mech. 1982. V. 121. P. 379–402.
  22. Zudin Y.B. Non-equilibrium Evaporation and Condensation Processes: Analytical Solutions. Springer: Heidelberg. 2021 (3nd Edition).
  23. Mikic B.B., Rosenow W.M., Griffith P. On bubble growth rates // Int. J. Heat Mass Transf. 1970. V. 13. P. 657–666.
  24. Авдеев А.А., Зудин Ю.Б. Рост парового пузыря в околоспинодальной области в рамках обобщенной инерционно-тепловой схемы // Теплофизика высоких температур. 2002. Т. 40. С. 971–978.
  25. Бейтмен Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. Том 1. Гипергеометрическая функция. Функции Лежандр. М.: Наука. 1973.
  26. Корабельников A.B., Накоряков В.Е., Шрайбер И.Р. Учет неравновесного испарения в задачах динамики парового пузырька // Теплофизика высоких температур. 1981. Т. 19. № 4. С. 797–785
  27. Зудин Ю.Б., Зенин В.В. Эффект “запирания давления” при росте парового пузырька в сильно перегретой жидкости // Инженерно-физический журнал. 2016. Т. 89. № 5. С. 1148–1159.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2.

Baixar (95KB)
Metadados
3.

Baixar (75KB)
Metadados
4.

Baixar (97KB)
Metadados
5.

Baixar (32KB)
Metadados
6.

Baixar (61KB)
Metadados
7.

Baixar (25KB)
Metadados
8.

Baixar (27KB)
Metadados
9.

Baixar (136KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».