Волновая структура пленки жидкости и процессы обмена дисперсной фазой в дисперсно-кольцевом газожидкостном течении

Изложены результаты экспериментального исследования волновой структуры обдуваемых газом пленок жидкости и процессов обмена дисперсной фазой в дисперсно-кольцевых потоках. Разработана новая концепция образования многомасштабных волн и их роли в процессах генерации и осаждения капель в дисперсно-кольцевом газожидкостном течении, основанная на экспериментально выявленных качественно новых представлениях. Применительно к исследованию волновых процессов на обдуваемых газом пленках жидкости разработан новый экспериментальный метод лазерно-индуцированной флюоресценции. Панорамные измерения с высоким пространственным и временным разрешением позволили повысить точность измерений и исключить неоднозначность трактовки наблюдаемых явлений. Впервые выявлены качественные изменения волновой структуры тонких пленок жидкости при повышении скорости газа в режимах без уноса жидкости. Обнаружено явление генерации волн быстрой и медленной ряби на задних склонах волн возмущения. Впервые определены механизм формирования волн возмущения и взаимосвязь между механизмами срыва капель и трехмерной структурой волн быстрой ряби. Обнаружены новые сценарии взаимодействия капель с волновой поверхностью жидкости, различающиеся выходом удара и условиями реализации. Обнаружены новые механизмы захвата воздуха поверхностью жидкости. Введены новые понятия "первичные и вторичные волны", "волны быстрой и медленной ряби", изменена трактовка существующего понятия "волны возмущения". Разработаны новые методы измерений и обработки данных, применимые к исследуемой задаче и смежным задачам. Проведен критический анализ существующих моделей. Создана экспериментальная база для качественной и количественной верификации существующих и развития новых теоретических и численных моделей дисперсно-кольцевого течения. Такие модели могут быть использованы для развития промышленных кодов, что позволит повысить безопасность и эффективность при проектировании и эксплуатации аппаратов тепловой и атомной энергетики, химической и нефтегазовой промышленности.