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.
