Объемная конденсация пара при интенсивном испарении с межфазной поверхности
- Авторы: Корценштейн Н.М.1,2, Петров Л.В.2,3, Рудов А.В.4, Ястребов А.К.2,4
-
Учреждения:
- Объединенный институт высоких температур РАН
- Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова
- Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
- Национальный исследовательский университет «МЭИ»
- Выпуск: Том 86, № 6 (2024)
- Страницы: 766-775
- Раздел: Статьи
- Статья получена: 29.05.2025
- Статья опубликована: 15.12.2024
- URL: https://rjdentistry.com/0023-2912/article/view/681018
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0023291224060091
- EDN: https://elibrary.ru/VLEQDA
- ID: 681018
Цитировать
Аннотация
Предложен итерационный подход к анализу взаимодействия процессов интенсивного испарения и объемной конденсации вблизи поверхности испарения. В рамках этого подхода результаты численного решения кинетического уравнения Больцмана для интенсивного испарения с межфазной поверхности использованы при расчете кинетики процесса объемной конденсации вблизи поверхности испарения. Показано, что за время существования пересыщенного состояния, предсказываемого на основе решения без учета конденсации, конденсационный аэрозоль успевает сформироваться. Согласно полученным результатам, образование капель вблизи поверхности испарения и тепловое воздействие конденсации на параметры пара необходимо учитывать при анализе интенсивного испарения с межфазной поверхности.
Полный текст

Об авторах
Н. М. Корценштейн
Объединенный институт высоких температур РАН; Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова
Email: akyastrebov@yandex.ru
Россия, Ижорская ул., 13, стр. 2, Москва, 125412; Мичуринский пр., 1, Москва, 119192
Л. В. Петров
Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова; Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
Email: akyastrebov@yandex.ru
Россия, Мичуринский пр., 1, Москва, 119192; пл. Академика Курчатова, 1, Москва, 123182
А. В. Рудов
Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Email: akyastrebov@yandex.ru
Россия, Красноказарменная ул., 14, Москва, 111250
А. К. Ястребов
Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова; Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Автор, ответственный за переписку.
Email: akyastrebov@yandex.ru
Россия, Мичуринский пр., 1, Москва, 119192; Красноказарменная ул., 14, Москва, 111250
Список литературы
- Labuntsov D.A., Kryukov A.P. Analysis of intensive evaporation and condensation // Int. J. Heat Mass Transf. 1979. V. 22. P. 989–1002. https://doi.org/10.1016/0017-9310(79)90172-8
- Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы. М.: Наука. 1970.
- Fang G., Ward C. A. Temperature measured close to the interface of an evaporating liquid // Phys. Rev. E. 1999. V. 59. P. 417–428. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.59.417
- Badam V.K., Kumar V., Durst F., Danov K. Experimental and theoretical investigations on interfacial temperature jumps during evaporation // Exp. Therm. Fluid Sci. 2007. V. 32. P. 276–292. https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2007.04.006
- Fei Duan, Ward C.A., Badam V.K., Durst F. Role of molecular phonons and interfacial-temperature discontinuities in water evaporation // Phys. Rev. E. 2008. V. 78. P. 04130. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.78.041130
- Sone Y., Ohwada T., Aoki K. Evaporation and condensation on a plane condensed phase: Numerical analysis of the linearized Boltzmann equation for hard-sphere molecules // Phys. Fluids. 1989. V. 1. P. 1398–1405. https://doi.org/10.1063/1.857316
- Rokoni A., Sun Y. Probing the temperature profile across a liquid–vapor interface upon phase change // J. Chem. Phys. 2020. V. 153. P.144706. https://doi.org/10.1063/5.0024722
- Chen G. On paradoxical phenomena during evaporation and condensation between two parallel plates // J. Chem. Phys. 2023. V. 159. P. 151101. https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.02661
- Chen G. Interfacial cooling and heating, temperature discontinuity and inversion in evaporation and condensation // Int. J. Heat Mass Transf. 2024. V. 218. P. 124762. https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.16043
- Аристов В.В., Черемисин Ф.Г. Прямое численное решение кинетического уравнения Больцмана. М.: Вычислительный центр РАН. 1992.
- Левашов В. Ю., Крюков А. П., Шишкова И. Н. Влияние гомогенной нуклеации на интенсивность процессов испарения/конденсации // Коллоидный журнал. 2024. Т. 86. № 2. С. 218–226.
- Коган М.Н. Динамика разреженного газа. М.: Наука. 1967.
- Черемисин Ф.Г. Консервативный метод вычисления интеграла столкновений Больцмана // Доклады Академии наук. 1997. Т. 357. № 1. С. 53–56.
- Ястребов А.К. Об использовании неравновесных граничных условий для исследования конденсации при внезапном контакте холодной жидкости и насыщенного пара // Известия Академии наук. Энергетика. 2010. № 6. С. 21–29.
- Jianhua Huang. A simple accurate formula for calculating saturation vapor pressure of water and ice // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2018. V. 57. P. 1265–1272. https://doi.org/10.1175/JAMC-D-17-0334.1
- NIST Chemistry WebBook, SRD 69. Argon. https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7440371&Mask=4#Thermo-Phase
- NIST Chemistry WebBook, SRD 69. Nitrogen. https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7727379&Mask=4#Thermo-Phase
- Kortsenshteyn N.M., Gerasimov G.Ya., Petrov L.V., Shmel’kov Yu.B. A software package for simulating physicochemical processes and properties of working fluids // Therm. Eng. 2020. V. 67. P. 591–603. https://doi.org/10.1134/S0040601520090049
- Стернин Л.Е. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М.: Машиностроение. 1974.
- Kashchiev D. Nucleation. Basic theory with applications. Oxford: Butterworth-Heinemann. 2000.
- Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: МЭИ. 1999.
- Fuchs N.A. Evaporation and droplet growth in gaseous media. New York: Pergamon Press. 1959.
- Kortsenshteyn N.M., Yastrebov A.K. Interphase heat transfer during bulk condensation in the flow of vapor – gas mixture // Int. J. Heat Mass Transf. 2012. V. 55. P. 1133–1140. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.09.059
- Kortsenshteyn N.M., Samuilov E.V., Yastrebov A.K. About use of a method of direct numerical solution for simulation of bulk condensation of supersaturated vapor // Int. J. Heat Mass Transf. 2009. V. 52. P. 548–556. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2008.06.033
- Корценштейн Н.М., Самуйлов Е.В., Ястребов А.К. О влиянии зависимости давления насыщенного пара от размера капель на динамику процесса конденсационной релаксации пересыщенного пара // Доклады Академии наук, 2007. Т. 415. № 4. С. 469–474.
- Zhakhovsky V.V., Kryukov A.P., Levashov V.Yu., Shishkova I.N., Anisimov S.I. Mass and heat transfer between evaporation and condensation surfaces: Atomistic simulation and solution of Boltzmann kinetic equation // Proc. Natl. Acad. Sci. 2019. V. 116. P. 18209–18217. https://doi.org/10.1073/pnas.1714503115
- Kortsenshteyn N.M., Levashov V.Y, Yastrebov A.K., Petrov L.V. Numerical simulation of homogeneous-heterogeneous condensation and interphase heat transfer in a dusty vapour-gas flow: Controlling the homogeneous condensation process // Int. J. Therm. Sci. 2024. V. 200. P. 108966. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2024.108966
- Pathak H., Wölk J., Strey R., Wyslouzil B. Co-condensation of nonane and D2O in a supersonic nozzle // J. Chem. Phys. 2014. V. 140. P. 034304. https://doi.org/10.1063/1.4861052
- Крюков А.П., Левашов В.Ю., Шишкова И.Н. Исследование течений газопылевой смеси методами молекулярно-кинетической теории // Инженерно-физический журнал. 2002. Т. 75. № 4.
- Корценштейн Н.М., Петров Л.В., Рудов А.В., Ястребов А.К. Численное моделирование объемной конденсации пара вблизи межфазной поверхности при интенсивном испарении // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2023. Т. 24. № 5. С. 84–95.
Дополнительные файлы
