ENERGY BALANCE OF PUFFING AND MICROEXPLOSION OF TWO-LIQUID DROPLETS

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The results of energy analysis of the fragmentation regimes (puffing and microexplosion) of two-liquid droplets of the core-shell type are given. It is shown that using the classical energy approach to describe the hydrodynamic processes, it is possible to predict the critical (necessary and sufficient) conditions for the implementation of fragmentation regimes and their consequences. As distinct from the force approach, it is possible to estimate the discrete energies spent on evaporation, heating, fragmentation, viscous dissipation, and resistance during the motion of the fragmentation front.

Sobre autores

D. Antonov

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: dva14@tpu.ru
Tomsk, Russia

R. Fedorenko

National Research Tomsk Polytechnic University

Tomsk, Russia

D. Kovalev

National Research Tomsk Polytechnic University

Tomsk, Russia

P. Strizhak

National Research Tomsk Polytechnic University

Tomsk, Russia

Bibliografia

  1. Amani A., Jalilnejad E., Mousavi S.M. Simulation of phenol biodegradation by RalstoniaEutropha in a packed-bed bioreactor with batch recycle mode using CFD technique // J. Ind. Eng. Chem. 2018. V 59. P. 310—319.
  2. Lyupa A.A., Morozov D.N., Trapeznikova M.A., Chetverushkin B.N., Churbanova N.G., Lemeshevsky S.V. Simulation of oil recovery processes with the employment of high-performance computing systems // Math. Models Comput. Simul. 2016. V 8. № 2. P 129-134.
  3. Horgue P., Soulaine C., Franc J., Guibert R., Debenest G. An open-source toolbox for multiphase flow in porous media // Comput. Phys. Commun. 2015. V. 187.P. 217-226.
  4. Antonov D.V., Piskunov M.V., Strizhak P.A. Breakup and explosion of droplets of two immiscible fluids and emulsions // Int. J. Therm. Sci. 2019. V. 142. P. 30-41.
  5. Antonov D.V., Fedorenko R.M., Strizhak P.A. Micro-Explosion Phenomenon: Conditions and Benefits // Energies. 2022. V. 15. №. 20. P. 7670.
  6. Голубятников А.Н., Украинский Д.В. О динамике сферического пузырька в неньютоновских жидкостях // Изв. РАН. МЖГ. 2021. № 4. С. 52-62.
  7. Губайдуллин Д.А., Панин К.А., Федоров Ю.В. Акустика жидкости с покрытыми оболочкой каплями при наличии фазовых переходов // Изв. РАН. МЖГ. 2022. № 4. С. 41-51.
  8. Liu C., Cui L., Xu J., Cen L., Xu J., Li P., XiaoT., Cao F. Achieving optimal micro-explosions in stable emulsions by adding water-soluble polymers // Chem. Eng. Sci. 2023. V. 281. P. 119-120.
  9. Антонов Д.В., Вершинина К.Ю., Федоренко Р.М. Микровзрывная фрагментация двухжидкостных капель на основе таллового масла // Письма в ЖТФ. 2023. Т. 49. №. 14. С. 3-7.
  10. Лейбниц Г.В. Краткое доказательство примечательной ошибки Декарта... Соч. в 4 том. Т. I. М.: Мысль, 1981. С. 118-125.
  11. Бернулли Д. Гидродинамика, или записки о силах и движениях жидкостей. Л.: Изд. АН СССР, 1950. 551 с.
  12. Чашечкин Ю.Д. Теория и метрология аэрогидромеханики // Материалы III Отраслевой конференции по измерительной технике и метрологии для исследований летательных аппаратов, КИМИЛА 2018. 2018. С. 45-76.
  13. Antonov D.V., Strizhak P.A. Intensification of vaporization and secondary atomization of droplets of fireextinguishing liquid composition // Tech. Phys. Lett. 2020. V. 46. P. 122-125.
  14. Yaws C.L. Yaws’ handbook of thermodynamic and physical properties of chemical compounds. Knovel. 2003. 233 p.
  15. Antonov D.V., Kuznetsov G.V., Strizhak P.A. Comparison of the characteristics of micro-explosion and ignition of two-fluid water-based droplets, emulsions and suspensions, moving in the high-temperature oxidizer medium // Acta Astronaut. 2019. V. 160. P. 258-269.
  16. Антонов Д.В., Федоренко Р.М., Стрижак П.А. Коллективные эффекты при формировании вторичных фрагментов в результате микровзрывной фрагментации композиционных топлив // Горение взрыв. Т. 15. № 2. С. 22-33.
  17. Chauveau C., Birouk M., Halter F., Gokalp I. An analysis of the droplet support fiber effect on the evaporation process // Int. J. Heat Mass Transf. 2019. V. 128. P. 885-891.
  18. Wang J., Huang X., Qiao X., Ju D., Sun C. Experimental study on effect of support fiber on fuel droplet vaporization at high temperatures // Fuel. 2020. V. 268. P. 117-407.
  19. Chauveau C., Birouk M., Gokalp I. An analysis of the d2-law departure during droplet evaporation in microgravity // Int. J. Multiph. Flow. 2011. V. 37. P. 252-259.
  20. Liu Y.C., Xu Y., Avedisian C.T., Hicks M.C. The effect of support fibers on micro-convection in droplet combustion experiments // Proc. Combust. Inst. 2015. V. 35. P. 1709-1716.
  21. Zhang Y., Huang R., Huang Y., Huang S., Ma Y., Xu S., Zhou P. Effect of ambient temperature on the puffing characteristics of single butanol-hexadecane droplet // Energy. 2018. V. 145. P. 430-441.
  22. Kang H., Won J., Baek S.W., Kwon S. Autoignition and combustion characteristics of sodium borohydride-based non-toxic hypergolic fuel droplet at elevated temperatures // Combust. Flame. 2017. V. 181. P. 149-156.
  23. Antonov D., Bellettre J., Tarlet D., Massoli P., Vysokomornaya O., Piskunov M. Impact of holder materials on the heating and explosive breakup of two-component droplets // Energies. 2018. V. 11. № 12. P. 3307.
  24. Antonov D.V., Volkov R.S., Fedorenko R.M., Strizhak P.A., Castanet G., Sazhin S.S. Temperature measurements in a string of three closely spaced droplets before the start of puffing/micro-explosion: Experimental results and modelling // Int. J. Heat Mass Transf. 2021. V. 181. P. 121837.
  25. Vysokomornaya O.V., Piskunov M.V., Strizhak P.A. Breakup of heterogeneous water drop immersed in hightemperature air // Appl. Therm. Eng. 2017. V 127. P. 1340—1345.
  26. Бардаков Р.Н., Васильев А.Ю., Чашечкин Ю.Д. Расчет и измерения конических пучков трехмерных периодических внутренних волн, возбуждаемых вертикально осциллирующим поршнем // Изв. РАН. МЖГ. 2007. №4. С. 117-133.
  27. Sazhin S.S., Bar-Kohany T., Nissar Z., Antonov D., Strizhak P.A., Rybdylova O.D. A new approach to modelling micro-explosions in composite droplets // Int. J. Heat Mass Transf. 2020. V. 161. P. 120238.
  28. Su G.-Y., Bucci M., McKrell T., Buongiorno J. Transient boiling of water under exponentially escalating heat inputs. Part I: Pool boiling // Int. J. Heat Mass Transf. 2016. V. 96. P. 667-684.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024