К концепции скачка вскипания
Материалы / Моделирование стационарного и нестационарного истечения адиабатно-вскипающей жидкости из коротких каналов / К концепции скачка вскипания
Страница 2

Для второй области (сечения 2,3 на рис.2 б), p3>p2 т.е. процесс вскипания сопряжён с ростом давления. Это не соответствует исходным данным в работах [19-21], т.е. противоречит условиям, обосновывающим концепцию скачка вскипания как ударной волны разрежения.

При p3>p2 и обязательном соблюдении универсального выражения (4) в области между сечениями 2 и 3 должно n2>n3. Таким образом, процесс вскипания реализуется в области между сечениями 2 и 3, и концепции скачка вскипания в индексах выражения (4) может отвечать только одна пара условий:

P2>p1 (5) n2<n1, (6)

Выражающая общеизвестное положение, что адиабатический скачок представляет собой скачок уплотнения.

Учитывая (6), можно записать

n`1+(n``1-n`1)c1>n`2+(n``2-n`2)c2, (7)

где c - условное (скрытое) паросодержаниеметастабильной жидкости; c1<<c2; верхние индексы «`», «``» соответствуют пару и жидкости. Так как

,

то из (7) следует

n`2-n`1,

т.е. если принять концепцию скачка вскипания по условиям (5) и (6), то температура равновесной парожидкостной среды, образовавшейся после вскипания, ниже температуры жидкости в метастабильном состоянии, практически равной её начальной температуре.

Рассмотрим (рис.3) процесс вскипания в n,s координатах. Расположение и конфигурация линий на рис.3 взяты с рис.72 работы [26]. Начальное состояние системы (параметры n1 и s1) перед скачком вскипания в метастабильном состоянии (вблизи спинодали) примем)соответствующим точке А.

Так как процесс снятия перегрева должен идти, согласно [25], со снижением температуры среды и n2<n1, то состояние среды в конце процесса должно характеризовать параметры, соответствующие точке В, находящейся слева от точки А ниже изотермы 3 на бинодали.

Таким образом, всем возможным состояниям среды в потоке после скачка вскипания должны отвечать значения энтропии, меньшие нежели перед скачком вскипания. Отсюда следует вывод, что адиабатный скачок вскипания является термодинамически маловероятным процессом, поскольку его реализация сопряжена с убыванием энтропии в неравновесном процессе.

Процесс снятия перегрева метастабильной жидкости не является ударной волной разрежения, и его развитие не соответствует концепции скачка, а накопление конкурирующей фазы в потоке перегретой жидкости, движущейся по каналу в адиабатных условиях, должно быть непрерывным и протяженным процессом.

Страницы: 1 2 

Смотрите также

Понятие давления паров и теплоты
...

Бор (Borum), В
Бор - химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер 5, атомная масса 10,811; кристаллы серовато-чёрного цвета (очень чистый Б. бесцветен). Природный Б. состоит из двух ...

Кальций и его роль для человечества
Кальций — элемент главной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 20. Обозначается символом Ca (лат. Calci ...