Н. В. Амирханян, н.с. (Центр Келдыша), С. Г. Черкасов, д. ф.-м.н.
Исследовательский центр им. М. В. Келдыша,
Московский физико-технический институт.
Рассматривается пленочная конденсация водяного пара из влажного воздуха, движущегося в прямолинейном канале прямоугольного сечения. На противоположных боковых стенках канала задана постоянная температура. Распределение температуры на двух других боковых стенках заранее не известно, а определяется в ходе решения задачи исходя из баланса между подводом тепла конвекцией и конденсацией и отводом тепла теплопроводностью по стенке.
Для расчета полей температуры, скорости и концентрации в потоке и поля температуры в стенке решаются трехмерные уравнения Навье-Стокса, энергии и концентрации для потока, сопряженные с двумерным уравнением теплопроводности для стенки канала. Задача решается численно, методом сеток. Стационарные решения получены методом установления.
Проведено параметрическое исследование, в ходе которого варьировались параметры потока на входе в канал, теплофизические свойства стенки и конфигурация канала. Получены данные по интенсивности конденсации, полям скорости, концентрации пара и температуры в потоке, распределению температуры в стенке канала на стационарном режиме.
Проведено исследование условий, при которых неоднородности температуры в стенке являются малыми. Получены критерии подобия, определяющие переход к этому режиму. На основе обобщения результатов проведенных расчетов найдена область параметров, где реализуется указанный режим.
