ОБ УСЛОВИЯХ "ВЗРЫВНОГО" РАЗРУШЕНИЯ НЕОДНОРОДНОЙ КАПЛИ ЖИДКОСТИ ПРИ КИПЕНИИ И ИНТЕНСИВНОМ ИСПАРЕНИИ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ

Представлены результаты моделирования теплопереноса при нагреве, кипении, испарении и "взрывном" разрушении неоднородной капли воды с твердым углеродистым включением в среде высокотемпературных газов. Установлены характерные времена реализации рассматриваемых процессов и их типичные стадии (прогрев жидкости, испарение с внешней поверхности, пузырьковое кипение на внутренних границах раздела сред, рост размеров пузырьков, "взрывное" разрушение капли). С использованием трех моделей теплопереноса проанализировано влияние на интенсивность прогрева и фазовых переходов наличия парового буферного слоя в области контакта твердого включения с пленкой жидкости, а также полноты покрытия пленкой жидкости поверхности твердого включения. Выделены необходимые условия "взрывного" парообразования неоднородной капли жидкости.

испарение, "взрывное" парообразование, неоднородная капля жидкости, твердое включение, высокотемпературная газовая среда, evaporation, "explosive" vaporization, heterogeneous liquid droplet, solid inclusion, high-temperature gaseous medium

1. Корольченко Д. А., Громовой В. Ю., Ворогушин О. О. Применение тонкораспыленной воды для тушения пожаров в высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность. -2011. -Т. 20, № 9.-С. 54-57.

2. Виноградов А. Г. Учет спектрального состава теплового излучения при расчете коэффициента пропускания капли воды // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 9. - С. 64-73.

3. Саламов А. А. Современная система пожаротушения "водяной туман" высокого давления // Энергетик.-2012.-№з. -С. 16-18.

4. Виноградов А. Г. Методика расчета экранирующих свойств водяных завес // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23, №№ 1. - С. 45-56.

5. Виноградов А. Г. Применение теории затопленных струй к расчету параметров водяных завес // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23, № 5. - С. 76-87.

6. Абдурагимов И. М. О механизмах огнетушащего действия средств пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21, № 4. - С. 60-82.

7. Karpov A. I., Novozhilov V.B., GalatA.A., Bulgakov V.K. Numerical modeling of the effect of fine water mist on the small scale flame spreading over solid combustibles // Fire Safety Science : Proceeding of Eight International Symposium. - 2005. - Vol. 27. - P. 753-764.

8. БатовД. В., Мочалова Т. А., Петров А. В. Получение и изучение горючести микроэмульсий вода - ПАВ - со-ПАВ - 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21, №4.- С. 55-57.

9. Соковиков В. В., Тугов А. П., Гришин В. В., Камышев В. П. Автоматическое водяное пожаротушение с применением тонкораспыленной воды на электростанциях // Энергетик.-2008. - №6.-С.37-38.

10. Сегаль М.Д. Использование тонкораспыленной воды для повышения противопожарной защиты кабельных сооружений АЭС // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. - 2011. - №4. -С. 61-64.

11. Xiao X. K., Cong B. H., Wang X. S., Kuang K. Q., Richard K. K. Yuen, Liao G.X. On the behavior of flame expansion in pool fire extinguishment with steam jet // Journal of Fire Sciences. - 2011. - Vol. 29, No. 4. - P. 339-360. DOI: 10.1177/0734904110397812.

12. Vysokomornaya O. V., Kuznetsov G. V., StrizhakP. A. Experimental investigation of atomized water droplet initial parameters influence on evaporation intensity in flaming combustion zone // Fire Safety Journal. -2014. - Vol. 70. - P. 61-70. DOI: 10.1016/j.firesaf.2014.08.016.

13. Волков P. С., Забелин М. В., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Влияние твердых включений в каплях жидкости на интенсивность парообразования в зоне пламени // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23, № 5. - С. 10-17.

14. Волков P. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Влияние твердых включений в каплях жидкости на характеристики их испарения при движении через высокотемпературную газовую среду // Журнал технической физики. - 2014. - Т. 84, № 12. - С. 33-37.

15. Волков P. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Анализ влияния начальной температуры распыленной воды на интегральные характеристики ее испарения при движении через зону "горячих" газов // Инженерно-физический журнал. - 2014. - Т. 87, № 2. - С. 436-444.

16. Gao Q., Wang H. P., Shen G. X.Review on development of volumetric particle image velocimetry // Chinese Science Bulletin. - 2013.- Vol. 58, No. 36.-P. 4541-4556. DOI: 10.1007/s11434-013-6081-y.

17. Simo Tala J.V., Russeil S., Bougeard D., Harion J.-L. Investigation of the flow characteristics in a multi-row finned-tube heat exchanger model by means of PIV measurements // Experimental Thermal and Fluid Science. - 2013. - Vol. 50. - P. 45-53. DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2013.05.003.

18. Kawaguchi T., Akasaka Y., Maeda M. Size measurements of droplets and bubbles by advanced inter-ferometric laser imaging technique // Measurement Science and Technology. - 2002. - Vol. 13, No. 3.-P. 308-316. DOI: 10.1088/0957-0233/13/3/312.

19. Damaschke N., Nobach H., Tropea C. Optical limits of particle concentration for multi-dimensional particle sizing techniques in fluid mechanics // Experiments in Fluids. - 2002. - Vol. 32, No. 2. - P. 143-152. DOI: 10.1007/s00348-001-0371-x.

20. Akhmetbekov Y.K., Alekseenko S. V., Dulin V. M., Markovich D. M., Pervunin K. S. Planar fluorescence for round bubble imaging and its application for the study of an axisymmetric two-phase jet // Experiments in Fluids. - 2010. - Vol. 48, No. 4. - P. 615-629. DOI: 10.1007/s00348-009-0797-0.

21. Bilsky A. V., Lozhkin Yu. A., Markovich D. M. Interferometric technique for measurement of droplet diameter // Thermophysics and Aeromechanics. - 2011. - Vol. 18, No. 1. - P. 1-12. DOI: 10.1134/S086986431101001X.

22. Стрижак П. А. Влияние распределения капель в "водяном снаряде" на температуру и концентрацию продуктов сгорания в его следе //Инженерно-физический журнал. - 2013. - Т. 86, № 4. - С. 839-848.

23. Высокоморная О. В., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Тепломассоперенос при движении капель воды в высокотемпературной газовой среде // Инженерно-физический журнал. - 2013. - Т. 86, № 1. -С. 59-65.

24. Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Численное исследование влияния конвекции в смеси продуктов сгорания на интегральные характеристики испарения движущейся капли тонкораспыленной воды // Инженерно-физический журнал. - 2014. - Т. 87, № 1. - С. 98-106.

25. Кузнецов Г. В., Куйбин П. А., Стрижак П. А. Оценка численных значений констант испарения капель воды, движущихся в потоке высокотемпературных газов //Теплофизика высоких температур. - 2015. - Т. 53, № 2. - С. 264-269.

26. Самарский А. А. Теория разностных схем. - М. : Наука, 1983. - 616 с.

27. Самарский А. А., Вабищевич П. Н. Численные методы решения задач конвекции - диффузии. - М. : Эдиториал УРСС, 1999. - 248 с.

28. Корольченко А. Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник. - М. : Пожнаука, 2004. - Ч. 1. - 713 с.

29. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М. : ООО "Старс", 2006. - 720 с.

30. Теплотехнический справочник / Под ред. В. Н. Юренева, П. Д. Лебедева. - М.: Энергия, 1975. - Т. 1. - 743 с.

31. Теплотехнический справочник / Под ред. В. Н. Юренева, П. Д. Лебедева. - М.: Энергия, 1975. - Т. 2.- 896 с.