Численный расчет критического пересыщения паров воды

А.С. Артюхин

Московский физико-технический институт

В работе рассмотрена зависимость критического пересыщения от температуры. Критическим будем считать такое пересыщение, при котором отношение числовой плотности димеров к числовой плотности мономеров в системе составляет 3% (критерий Кало [1]), то есть

{{{N_2}/{N_1}}=0.03} . Строя зависимости {{N_2(S)}/{N_1 }} с использованием зависимости N_n = N_n^0 (1 - J_0 \cdot \sum\limits_{j = 1}^{n_* - 1} {\frac{1} {{N_1 N_j^0 K_a (j)}}} )

, где J_0^{ - 1} = \sum\limits_{j = 1}^{n_* } {\frac{1} {{N_1 N_j^0 K_a (j)}}} [2] и варьируя температуру как параметр, мы получим множество точек пересечения нашей зависимости с прямой {{{N_2 }/{N_1 }}=0.03} , которое и будет представлять зависимость критического пересыщения от температуры (рис.1). На рис.1 приведена зависимость критического пересыщения от температуры S_c (T) (верхняя кривая соответствует расчетам по классической теории, нижняя–по квантово-статистической). Здесь также приведены экспериментальные данные [3] (точки–сверхзвуковое течение, квадраты– камера Вильсона, крестики – диффузионная камера, пунктиром обозначена аппроксимация сверхзвукового течения [4]). Полученная зависимость удовлетворительно описывает эксперименты с медленным изменением газодинамических параметров. Для корректного описания процессов конденсации в сверхзвуковом течении необходимо учитывать процессы неравновесного обмена колебательной энергией, что возможно осуществить в рамках данной теории.