Initial Behavior of a Vapor Bubble in a Superheated Liquid

0313298 - ÚCHP 2009 CZ eng V - Výzkumná zpráva
Vejražka, Jiří
Initial Behavior of a Vapor Bubble in a Superheated Liquid.
[Počáteční chování bubliny páry v přehřáté kapalině.]
1. - Praha: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i, 2008. 46 s.
Grant CEP: GA ČR GP101/05/P229
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z40720504
Klíčová slova: vapor bubble * differential equations * transfer of bubbles
Kód oboru RIV: CI - Průmyslová chemie a chemické inženýrství

The model is based on a simplified law for heat transfer of a growing and moving bubble and on solving the forces acting on this bubble. The model is represented by a system of ordinary differential equations and can be used until the time when bubbles start to wobble. An partially successful (but not convincing) attempt to validate this model by comparison with available experimental data was done. In most cases, the bubble behavior is controlled by a balance of the buoyancy with the added-mass force. In this aspect, the bubble behavior differs considerably from the case of constant-volume bubbles, for which the added-mass force is usually negligible. For the case of spherical bubbles, a simple analytical solutions are provided.

Práce prezentuje matematický model pro předvídání růstu a pohybu bubliny páry v přehřáté kapalině. Model je založen na zjednodušených zákonech pro přestup tepla rostoucí a pohybující se bubliny a na řešení bilance sil působících na bublinu. Model je ve tvaru soustavy obyčejných diferenciálních rovnic a může být použit až do okamžiku, kdy tvar bubliny značne oscilovat. Model je srovnán s dostupnými experimentálními daty, se kterými vykazuje částečnou shodu. Ukazuje se, že v případě větších podmínek je pohyb bubliny udán rovnováhou Archimedovy síly se silou přidané hmotnosti. V tomto ohledu je chování bubliny výrazně odlišné od případu bubliny s konstantním objemem, v jejichž případě je síla přidané hmotnosti většinou zanedbatelná. Konečně, v případě kulových bublin bylo nalezeno analytické řešení matematického modelu.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0164163