Научная статья на тему 'Исследование равновесной скорости звука парожидкосной среды с зернистым слоем с учетом теплофизических свойств засыпки'

Исследование равновесной скорости звука парожидкосной среды с зернистым слоем с учетом теплофизических свойств засыпки Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
316
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПАРОЖИДКОСТНОЙ ПОТОК / ГИДРОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН / ЗЕРНИСТЫЕ И ПОРИСТЫЕ СРЕДЫ / VAPOR-LIQUID FLOW / HYDRODYNAMICS AND HEAT TRANSFER / GRANULAR AND POROUS ENVIRONMENT

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Покусаев Б. Г., Таиров Э. А., Таирова Е. В., Некрасов Д. А., Васильев С. А.

В работе на основе выполненных экспериментальных исследований учета влияния теплообмена с зернистой насадкой и скольжения фаз в парожидкостной смеси позволил установить особенности равновесной скорости звука в трехфазной системе «пар-жидкость-твердые частицы». Построенная теоретическая модель равновесной скорости при неадиабатных условиях нашла экспериментальное подтверждение. Приведены результаты аналитического решения задачи периодического теплового воздействия на элементы зернистого слоя.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Покусаев Б. Г., Таиров Э. А., Таирова Е. В., Некрасов Д. А., Васильев С. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The study of the equilibrium speed of sound vapor-liquid environment with grainy layer with a view of thermophysical properties of backfill

The work based on the experimental research of the effect of heat exchange with granular nozzle and phase slip in vapor-liquid mixture allowed to specify the features of the equilibrium velocity of sound in a three-phase system “vapor-liquid-solid particles”. This theoretical model of the equilibrium speed at non-adiabatical conditions found experimental evidence. There are given the results of analytical solution of the problem of periodic thermal influence on the elements of the granular layer.

Текст научной работы на тему «Исследование равновесной скорости звука парожидкосной среды с зернистым слоем с учетом теплофизических свойств засыпки»

Раздел 6. Инженерная экология и смежные вопросы, power. Energy, Volume 44, Issue 1, 2012, p. 944-954.

9. Tao C. S., Jiang J., Tao M. Natural resource limitations to terawatt-scale solar cells,Solar Energy Materials and Solar Cellsv. 95, № 12, 2011, p. 3176-3180.

10. Тюхов И. И. Преобразование солнечной энергии в наноструктурированных интерфейсах. - Вкн.: Нанонаука и нанотехнологии. Энциклопедия систем жизнеобеспечения. (Ред. В.Н. Харькин, Чуньли Бай, Осама О. Аваделькарим, С. П. Капица). - М.: Издательский Дом МАГИСТР-ПРЕСС, 2009. стр. 521-540.

11. Тюхов И.И. Солнечные элементы с различной топологией. Возобновляемые источники энергии. Лекции ведущих специалистов, прочитанные на V Всероссийской научной молодежной школе «Возобновляемые источники энергии», вып.4, под общей редакцией А. А. Соловьева. - М., Книжный дом университет, 2006, с. 97-120.

12. Simakin V., Tyukhov I., MurashevV., Poulek V. Concept of combined PV/T system based on concentrator with vertical p-n junctions solar cells. In Proceedings 3rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 1-5 September 2008, Valencia, Spain, 795-798.

13. Симакин В.В., Смирнов А. В.Тюхов И. И. Солнечная энергетическая установка для одновременного получения электричества и тепла Электротехника №3, 2010, с. 38-42.

14. Tyukhov I., Simakin V. "Some Russia CPV Projects and New Tendencies" 7th International Conference on Concentrating Photovoltaic Systems (CPV-7), Poster presentation, Las-Vegas, 3-6 Apr. 2011.

15. Tyukhov I., Simakin V., Berengarten M., Miitna I. From Autonomous Combined Energy Systems to Smart Grids, From Research to Education, ISES Solar World Congress, August 28 -September 2, 2011, Kassel, Germany, Proceedings, p. 194-200.

16. http://greenfieldsolar.coin/CaHTKOMnaHnnGreenField Solar (14 ноября 2012).

Исследование равновесной скорости звука парожидкостной среды с зернистым слоем с учетом теплофизических свойств засыпки

чл.-корр. РАН Покусаев Б.Г., д.т.н. Таиров Э.А., к.ф.-м.н. Таирова Е.В., к.т.н. Некрасов Д.А.,

Васильев С.А.

Университет машиностроения, ИСЭ им. Л. А. Мелентъева СО РАН

8(499) 267-07-59, nekrasov55(ajyandex.ru Аннотация. В работе на основе выполненных экспериментальных исследований учет влияния теплообмена с зернистой насадкой и скольжения фаз в парожидкостной смеси позволил установить особенности равновесной скорости звука в трехфазной системе «пар-жидкость-твердые частицы». Построенная теоретическая модель равновесной скорости при неадиабатных условиях нашла экспериментальное подтверждение. Приведены результаты аналитического решения задачи периодического теплового воздействия на элементы зернистого слоя.

Ключевые слова: парожидкостной поток, гидродинамика и теплообмен, зернистые и пористые среды.

Проблема скорости звука в многофазных средах (газ-жидкость) хорошо известна [1-5]. В отличие от газожидкостных смесей, в частности воздушно-водяной, где прохождение звуковой волны совершается при постоянстве массового паросодержания X, в пароводяной смеси при наличии тепломассообмена между фазами величина X может изменяться, увеличивая тем самым сжимаемость смеси. Вместе с тем, результаты экспериментальных работ [3-6] показывают ничтожное влияние теплообмена на скорость звука в парожидкостных средах. Соответствующая условиям «замораживания» фазовых переходов в смеси скорость звука получила название термодинамически «замороженной» С!().

Новые результаты получены в экспериментах [7, 8], посвященных исследованию рас-

пространення малоамплитудных возмущении давления в парожидкостном потоке, движущемся с малой скоростью в цилиндрическом канале через слой плотноупакованных шаровых частиц.

Измеренные значения скорости низкочастотных возмущений давления оказались сопоставимы с другой, термодинамически равновесной скоростью звука [9], составляющей при малых весовых паросодержаниях единицы метров в секунду. Расчетное значение этой скорости при х—»0, получившей название скорости звука Ландау Ог , составляет 1,1 м/с при

Р0 =0.1 МПа [2,10]. Соответственно, в опытах [8], которые выполнялись при давлениях Р0 = 0.2 МПа и Р0 = 0.6 МПа, измеренные значения «И» скорости низкочастотных возмущений давления были близки к теоретическим величинам аь = 2.03 м/с и аь = 5.3 м/с. Из опытов также следует, что с ростом объёмного паросодержания (р опытные значения существенно отклоняются от теоретической кривой для равновесной скорости звука а5, продолжая сохранять свое значение на уровне величины аь . В ранних опытах [7] также отмечено, что скорость низкочастотных возмущений давления может быть ниже пороговой величины, определяемой значением аь . Для объяснения отмеченного расхождения теории с экспериментом в данной статье процесс распространения волны давления в системе «парожидко-стная смесь - твердые частицы» рассматривается с учетом действия внешнего теплообмена парожидкостной смеси с присутствующими в ней твердыми частицами. В этом случае процесс распространения волны давления в парожидкостной смеси происходит в неадиабатных условиях.

Термодинамические соотношения

Скорость звука в однофазной среде по определению:

а =

дР др

(1)

В парожидкостной системе средняя плотность смеси рп, определяется через массовое паросодержание х следующим образом:

1 1

=--1- х ■

Р'

1 1

(2)

где: р' и р" - плотности воды и пара на линии насыщения.

Из выражения (2) следует, что рп, зависит от трех параметров - р', р" их.

В частном случае, когда фазовые переходы отсутствуют и х = const, например, в воз душно-водяной смеси, вычисления в (1) дают значения термодинамически "замороженной' скорости звука. Другой случай возникает, если принять р' = const и р" = const, а считать р

TP

зависящей только от х.

Дифференцирование (2) по Р в предположении, что на изменение плотности смеси влияет только изменение X, приводит к выражению:

Г Л ( 1 Л Г Л

др

TP

дР

= -р

TP

1

дх ~дР;

чР -Ру

Задача сводится к вычислению производной (<дх/дР).

Для этого, следуя технике [1], запишем дифференциал энтропии смеси в виде:

(3)

л

ая = —

IдТ)

который приводится к выражению:

аТ + —

^ дх J -р

<1х, (4)

С* I;

(1$ =--(1Т Л---йх (5)

т т

где: С* = |~у"х + с'{\ — - количество теплоты, необходимое для повышения температуры

1кг смеси на 1К при сохранении степени сухости Х,Ь- удельная теплота парообразования, с' и с" - удельные теплоемкости жидкости и пара. Если распространение волны сжатия в двухфазной среде сопровождается теплообменом с окружающей средой, то левая часть выражения (5) не равна нулю, и это обстоятельство вызывает смещение скорости звука от значений, получаемых для адиабатного процесса. К такому случаю следует отнести распространение низкочастотных возмущений давления в парожидкостной смеси, занимающей объём пористого пространства в плотноупакованном слое теплопроводных частиц. Принимается существование температурного равновесия между частицами и смесью в невозмущенном состоянии.

Движение к термодинамическому равновесию в зоне сжатия сопровождается повышением температуры смеси в соответствии с уравнением Клапейрона-Клаузиуса, создавая тем самым перепад температуры между смесью и находящимися в ней твердыми частицами. При этом часть тепла, выделяемого при конденсации переохлажденного пара и идущего на достижение равновесной температуры, передается теплопроводным частицам. Таким образом, энтропия смеси убывает на положительном фронте давления, и уравнение (5) следует рассматривать при с1я <0. Используя обозначение (¡Я = с10 / У, запишем:

-¿в-=*-.(ГГ + -.сЬс, (6)

т т т

где: О - характеризует теплоту, передаваемую 1кг парожидкостной смеси твердой насадке в процессе нестационарного теплообмена во фронте давления. Представим с10 в следующем виде:

йО = срг • ¿/Г. (7)

Введенная величина представляет эффективную теплоемкость нестационарного

процесса, характеризующую связь между изменением температуры смеси с1Т и потерянным ей количеством теплоты с10. Таким образом, означает количество теплоты, передаваемой твердой насадке при нестационарном повышении температуры 1 кг смеси на 1К. После подстановки (7) в (6) и группировки слагаемых в правой части уравнения получаем:

* т

0=С +Срг-с1Т + --с1х. (В)

Т Т

Последующие преобразования с использованием упрощающего применительно к малым давлениям допущения р"«р' приводят к следующему выражению для равновесной скорости звука в парожидкостной смеси при неадиабатных условиях:

. Ь-р"

а =-(9)

р„ ■ •Т

отличающегося от известного учетом дополнительной эффективной теплоемкости нестацио-

нарного теплового процесса , который в выражении (9) учавствует в определении

с* = с* + срг = с" ■ X + с' ■ (1 - х) + срг. (10)

Таким образом, основной задачей является нахождение .

Тепловой процесс

Рассмотрим упрощенную схему теплообмена между двухфазной смесью и содержащейся в ней насадкой из плотноупакованных сферических частиц. Теплота конденсации пара выделяется на межфазной границе как с твердыми частицами, так и с жидкостью. Поскольку слой жидкости на поверхности частицы представляет дополнительное термическое сопротивление, принимается, что основное тепло к частицам при прохождении переднего фронта давления поступает через площадь контакта с паром. Эта площадь определяется исходя из параметров пористой структуры и паросодержания смеси.

Объём пористой среды, вмещающий в себя 1 кг насыщенного пара, составляет

т

Соответственно, объем содержащихся в Уо твердых частиц равен

к„ = к0(1-»,) = »"—,

т

где т - пористость среды, и" - удельный объём насыщенного пара.

Обозначив объём одной частицы и^, площадь ее поверхности , получим соотношение для суммарной площади поверхности частиц в объеме У0 :

^0 = и

В случае сферической формы частиц

Л~т Л

т иь

3-и"-(1 -т)

Р0 =-*—К (11)

гъ ■ т

где: - радиус частицы.

Поверхность контакта частиц с паром объёмом и" • X равна = • Л". Введя в рассмотрение плотность теплового потока д0 (I), через поверхность теплообмена можем записать для полного теплового потока:

О(т) = Г0-х-д0(т). (12)

Удельный тепловой поток д0 (т) на поверхности сферической частицы определяется согласно закону Фурье,

" ЭГА (т,/-)"

дг

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(13)

и находится с использованием решения уравнения нестационарной теплопроводности для шара:

дТъ Л от

У дг г дг у

(14)

при граничных условиях первого рода. Здесь р/;, Ск и - плотность, теплоемкость и теплопроводность материала частиц. Принимается, что температура на поверхности частицы 50 Известия МГТУ «МАМИ» № 2(14), 2012, т. 4

следует за изменением равновесной температуры парожидкостнои смеси, связанной с известным профилем давления (т) во фронте сжатия уравнением Клапейрона-Клаузиуса.

Используемая в (7) эффективная теплоёмкость является функцией процесса и изменяется во времени. Для упрощения перейдем при рассмотрении малых возмущений от мгновенных значений к осредненной величине на временном отрезке, равном длительности

фронта сжатия тс . Тогда определяется отношением количества тепла, перешедшего от 1

кг смеси к частицам за время тс, к приращению равновесной температуры смеси А7"тр за это же время:

г = —-—

рг А Гп

(15)

СТР О

Из соотношений (9), (10)и(15) следует, что теплообмен в зоне действия фронта волны сжатия между двухфазной смесью и твердыми частицами приводит к появлению дополнительной эффективной теплоемкости процесса , которая обусловливает уменьшение «равновесной» скорости звука в парожидкостной смеси по отношению к адиабатному случаю. Смещение «равновесной» скорости при наличии внешнего теплообмена зависит от его интенсивности, термодинамических параметров среды и параметров твердой насадки, например, размера частиц, их теплофизических свойств и их суммарной поверхности. Так, анализ показывает двоякое воздействие на а величины массового паросодержания X . С одной стороны, увеличение паросодержания ведет к уменьшению плотности смеси р^ в знаменателе

(9). С другой стороны, через увеличение поверхности теплообмена Р0Х - к более высоким

значениям интегральной теплоёмкости с*, также стоящей в знаменателе (9). Таким образом, зависимость С1 (х) может в некоторых случаях иметь немонотонный характер. Одним из

важных свойств скорости звука является её зависимость от частоты сигнала. Характерная частота / определяет продолжительность зоны сжатия в волне давления. С ростом частоты

/ сокращается интервал интегрирования в (15) и, следовательно, вклад Срг в общую теплоёмкость С* (10). При высоких частотах вклад внешнего теплообмена в сжимаемость паро-жидкостной смеси убывает, и скорость звука приближается к своему адиабатному значению.

Наоборот, в области низких частот вклад в общую теплоёмкость С* может оказаться

значительным, что ведет здесь к существенному снижению скорости а относительно равновесной скорости звука в адиабатных условиях. Таким образом, можно говорить о наличии тепловой дисперсии для равновесной скорости звука в парожидкостной смеси при неадиабатных условиях.

Расчет для неподвижной смеси

Численные расчеты выполнены применительно к засыпкам шаровых частиц из бороси-ликатного стекла и стали диаметром 4мм. Давление парожидкостной смеси в поровом пространстве засыпки равно 0.6 МПа. Площадь поверхности шариков диаметром 4мм в объеме

1кг насыщенного пара составляет ^ = 721.96 м при пористости засыпки т = 0.396. Возмущения давления, создаваемые в парожидкостной среде, описываются гармонической функцией:

Л"

л

1 + 8И1

Р(т) = Р0+Ае

2п■ {• т- — 2

(16)

где: Ар - амплитуда синусоидального сигнала, / - частота колебаний. Расчеты проведены при А = 0.05.Р0; Р0 =0.6 МПа; / = 1; 2; 4 Гц.

Результаты вычисления равновесной скорости звука в парожидкостной смеси с учетом неадиабатичности процесса распространения звуковой волны представлены на рисунок 1.

а, м/с ;

15

а, м/с

с засыпкой шаровых - частиц <1=4 мм; I- из стекла И- из стали

15

10

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

- без засыпки

* 1 Гц ] с засыпкой шаровых -2 Гц I частиц с/=4 мм: ■ 4 Гц } I-из стекла

//- из стали /

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

(а) (б)

Рисунок 1 - Равновесная скорость звука неподвижной (я) и движущейся со скольжением фаз (б) парожидкостной смеси в засыпках. Давление смеси Р = 0.6 МПа

1 I

0.8 «1 /

: ' Л' / !

0.6 : /, ■V : 1;

I! V' у' 2 : /; А ■' Г'

0.4 ■ 1 • ■Д ■

0 3 ■

0.2 ■ ----- : I ■ ; 1;

11 Ь ■ '

0 1 ■ 1 • у.

■ 11 Д;

-0.2 : \ ■ ■ \'

1 ■г.

-0.4 ■ \ " ■ ' Г ■

'■. 1 : \:

-0.6 1 \ ': Г.

■ 11

-0.8 ': V \ /''

-1

1

0.8 0.6 0.4 0.2 0

-0 2 -04 -0 6 -08 -1

1 ©1

0 2

в ^

Л / } / /

1 ч ч / V 7

Л 1 / # / Л

1 \ \\ \ /

ЧУ

1.2? 1.? 1.7? 2

время, с

0 0.2? 0.? 0.7?

1.2? 1.? 1Л? 2 время, с

0 0.2? 0.? 0.7? 1 (а) (б)

Рисунок 2 - Расчетные кривые колебания температур при периодическом тепловом воздействии на частицу: (а) - материал засыпки сталь, (б) - стекло. Кривые безразмерные температуры: - средняя, ©2 - поверхности, ©3 - при г=0.5К

Рассеяние тепловой энергии в теплопроводных частицах на стадии сжатия смеси в волне давления привело к существенному снижению равновесной скорости. Причем на величину снижения скорости оказывает влияние материал частиц засыпки. На рис. 1а видно большое различие в скорости звука при размещении в смеси твердых частиц из стекла и из стали. Характер изменения скорости звука от паросодержания смеси (р в плотной упаковке из стальных шаровых частиц становится более пологим, чем в случае использования стеклянных частиц, вплоть до (р = 0.8, и более крутым в области высоких паросодержаний, близких к единице. Выполненные расчеты указывают также на зависимость равновесной скорости в рассматриваемой системе от частоты колебания давления, то есть обнаруживается наличие

тепловой дисперсии скорости звука в неадиабатных условиях [8]. С ростом частоты колебаний давления сокращается длительность нестационарного теплообмена в период сжатия смеси, что приводит к уменьшению тепловых потерь от смеси к частицам. Соответственно, уменьшается отклонение от равновесной скорости звука, вычисленной в адиабатных условиях. Также с целью анализа влияния свойств материала засыпки была аналитически решена задача теплового периодического воздействия на сферическую частицу. Результаты расчетов для стекла и стали представлены на рис. 2.

Из графиков видно, что при частоте 1 Гц величина средней температуры в случае стальной частицы существенно выше, чем стеклянной, что обуславливает большее количество теплоты, поглощаемое стальными частицами при прохождении волны давления и соответственно снижение скорости звука.

Расчет для движущейся смеси

Течение двухфазного потока жидкости в прямых каналах и каналах сложной формы характеризуется различием скоростей движения жидкой и паровой фаз. Отношение скорости пара к скорости жидкости выражается через коэффициент скольжения фаз:

К =.

Величина коэффициента скольжения зависит от ориентации движущегося потока, параметров пароводяной смеси и формы канала. В известных рекомендациях [11] рассмотрены вертикальные и наклонные трубы, кольцевые каналы, вертикальные пучки стержней. В работе [12], посвященной исследованию гидродинамического сопротивления в засыпках шаровых частиц, коэффициент скольжения фаз рассчитывался по формуле для вертикальных труб и каналов:

К = (РСГ/РГ-

Более обоснованным применительно к засыпкам, обладающим существенно большей в сравнении с трубой площадью смоченной поверхности, может оказаться использование формулы для адиабатного потока пароводяной смеси в пучках стержней:

Г п V г Л0-7

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

^ = 1 + 2,27-

1-р

Р

V сг;

Р

(17)

чР^у

При наличии скольжения фаз связь истинного объемного (р и массового расходного паросодержания х дается выражением

Р"'(!-*)

ф =

1 + ^-

р' -х

(18)

Возникновение скольжения фаз при фиксированном значении массового расходного паросодержания приводит к увеличению средней плотности пароводяной смеси, а согласно выражению (9) и к снижению равновесной скорости а .

Результаты расчета равновесной скорости звука в условиях потока пароводяной смеси представлены на рисунке 3. В качестве исходных данных к расчетам взяты такие же условия, как для неподвижной смеси, за исключением скорости потока. При массовой скорости рсо=80 и давлении Р = 0.6 МПа коэффициент скольжения фаз, рассчитанный по формуле (17), составляет К = 13 . Можно предположить, что полученное значение коэффициента скольжения скорее всего представляет оценку снизу, поскольку торможение жидкости на внутренней поверхности пористой структуры, образованной сферическими частицами, более значительное, чем в вертикальных пучках гладких стержней.

Представленные на рисунке 36 результаты отличает еще более выраженное снижение равновесной скорости звука на всем интервале изменения паросодержания в потоке по отношению к случаю неподвижной двухфазной смеси (рисунок За). Изменился и сам характер

Раздел 6. Инженерная экология и смежные вопросы

поведения д{(р) . Отчетливо проявлен пологий минимум в области средних значений объемного паросодержания. Причем значения скорости в области минимума оказываются существенно меньшими в сравнении с нижней границей равновесной скорости звука в адиабатной двухфазной смеси. Этот качественно новый эффект получил экспериментальное подтверждение.

(а) (б)

Рисунок 3 - Скорость малых возмущений давления в парожидкостном потоке с неподвижным слоем: стеклянных шаровых частиц диаметром 4 мм (я), стальных

шаровых частиц диаметром 4 мм (б); • • • - опытные данные,--расчет при К = 11,

----расчет при К = 20. Р =0.6 МПа,/= 2 Гц

На рисунке 3 также показаны экспериментальные данные по измерению скорости низкочастотных малых возмущений давления в вертикальном канале с шаровыми частицами из боросиликатного стекла и стали в сравнении с теоретическими кривыми, полученными для рассматриваемых условий. Опыты выполнены при давлении 0.6 МПа и средней массовой скорости в канале рсо=60. В результатах измерений учитывалась собственная скорость несущей, в данном случае жидкой, фазы, которая равнялась 0.2 м/с. Представленные здесь же расчеты проведены при двух значениях коэффициента скольжения К. Одно значение, равное 11, получено по формуле (17) для пучков стержней. Второе значение, равное 20, выбрано как демонстрационное, исходя из лучшего согласия теории с экспериментом. При этом в обоснование второго выбора легли физические представления о более сильном торможении вязкой жидкости на развитой внутренней поверхности пористой структуры в сравнении с течением в пучках гладких стержней. Достигнутое соответствие теоретических расчетов с данными экспериментов свидетельствует о справедливости основных теоретических положений, предложенных для расчета равновесной скорости звука в неподвижной и движущейся паро-жидкостной смеси при неадиабатных условиях.

Заключение

Проведен теоретический анализ термодинамически равновесной скорости звука в па-рожидкостной смеси с учетом нестационарного теплообмена с содержащимися в смеси плотноупакованными шаровыми частицами. Для учета потери тепла смесью на нагрев теплопроводных частиц во фронте сжатия волны давления в расчетную формулу для скорости введена эффективная теплоемкость процесса. Теоретические результаты нашли экспериментальное подтверждение, что позволило объяснить наблюдаемые в опытах аномально низкие скорости низкочастотных возмущений давления при фильтрации парожидкостной смеси в плотноупакованном слое твердых теплопроводных частиц. Показано различие равновесной скорости звука в неподвижной смеси (или в односкоростном потоке) и скорости звука в потоке со скольжением между жидкой и паровой фазами. Во втором случае зависимость скорости от истинного объемного паросодержания характеризуется наличием минимума, лежа-

Раздел 6. Инженерная экология и смежные вопросы, щим ниже уровня скорости звука Ландау. В теоретической модели учитываются теплофизи-ческие свойства материала частиц и их размер, а также характерная частота и амплитуда возмущения давления.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проекты 11-08-00368-а, 12-08-00734-а, 12-08-31243 мол_а).

Литература

1. Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г., Шрейбер И.Р. Волновая динамика газо- и парожидкост-ных сред. М.: Энергоатомиздат, 1990. 248 с.

2. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения. М.: Мир, 1972. 440 с.

3. Семенов Н.И., Костерин Р.И. Результаты исследования скоростей звука в движущихся газожидкостных смесях // Теплоэнергетика. 1964. № 6. с. 46.

4. Grolmes M.A., Fauske H.K. Comparison of propagation characteristics of compression and rarefaction pressure pulses in two-phase, one-component bubble flow // Trans. Amer. Nucl. Soc. 1968. V. 11. №2. P. 683.

5. Kokernak R., Fedman G. Velocity of sound in two-phase flow of R1 // Amerikan Society of Heating Refrigerating And Air-Conditioning Engineers-Journal. 1972. № 2. P. 35.

6. Покусаев Б.Г. Волны давления в пузырьковых газо- и парожидкостных средах / В кн.: Нелинейные волновые процессы в двухфазных средах. Новосибирск. 1979. с. 26.

7. Покусаев Б.Г., Таиров Э.А., Гриценко М.Ю. Распространение возмущений давления в пористой среде при фильтрации двухфазного потока // ТВТ. 2004. Т. 42. № 6. с. 947.

8. Покусаев Б.Г., Таиров Э.А., Васильев С.А. Скорость низкочастотных волн давления в парожидкостной среде с неподвижным слоем шаровых частиц // Акустический журнал. 2010. Т. 56. № 3. с. 341.

9. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Теоретическая физика. Т 6. Гидродинамика. М.: Физматлит, 2001. 736 с.

10. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. 2.М.: Наука, 1987. 359 с.

11. Справочник по теплогидравлическим расчетам в ядерной энергетике. Т. 1. Теплогидрав-лические процессы в ЯЭУ. / Под ред. П.Л. Кириллова. М.: ИздАТ, 2010. 776 с.

12. Авдеев A.A., Валунов Б.Ф., Рыбин Р.А.и др. Гидродинамическое сопротивление при течении двухфазной смеси в шаровой засыпке // ТВТ. 2003. Т.41, № 3. с. 432.

Перспективы совершенствования фотоколориметрических

газоанализаторов

Свирюкова О.В., д.т.н. проф. Латышенко К.П., д.т.н. проф. Рылов В.А.

Университет машиностроения Svirukova(ä)yandex. ru Аннотация. Приведен обзор фотоколориметрического метода анализа воздуха, проведены классификация и анализ фотоколориметрических газоанализаторов по типу чувствительного элемента, описаны их достоинства и недостатки. Рассмотрен принцип работы ленточного фотоколориметрического газоанализатора. Предложены различные возможные технические решения по совершенствованию фотоколориметрических газоанализаторов.

Ключевые слова: фотоколориметрические газоанализаторы, микроконцентра-ции, чувствительный элемент, индикаторная лента, преобразователь ленточный кассетный, чувствительность ленты, экспонирование, фотометрированне.

За последние годы существенное развитие в области измерения микроконцентраций веществ в воздухе получили ленточные фотоколориметрические газоанализаторы (ФКГ). В них химическая реакция протекает на текстильной или бумажной ленте, пропитанной соот-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.