Комплексный подход к исследованию объемной конденсации при расширении многокомпонентных и многофазных потоков в машинах и аппаратах криогенной техники

Целью проекта является выявление роли процесса объемной конденсации в многокомпонентных парожидкостных и парогазовых потоках в машинах и аппаратах криогенной техники расширительного типа. В рамках проекта ставятся задачи расчетно-аналитического исследования процессов тепломассопереноса при истечении многокомпонентной парогазовой смеси через диффузор в трехмерной постановке с учетом коагуляции капель, а также в проточной части парожидкостного турбодетандерного агрегата. Научной идеей проекта является новый подход к учету эффектов возникновения объемной конденсации при истечении многокомпонентной парожидкостной смеси через машины и аппараты криогенной техники, который заключается в симбиозе прямого численного метода для решения кинетического уравнения для распределения капель по массам или размерам и методов конечно-объемного моделирования в трехмерной постановке. Предполагается, что новый подход позволит учитывать степень влияния объемной конденсации на характеристики потока и проточную часть на этапе проектирования турбоагрегатов, что, в свою очередь, позволит уменьшить скорость и степень износа проточной части машин и аппаратов путем оптимизации формы и подбора материалов, а также даст явный экономический эффект вследствие отказа от дорогостоящих фильтрующих компонентов установки. В ходе решения поставленных задач планируется получить результаты в виде распределений компонентов смеси, температур, давлений, числовой плотности капель и скорости нуклеации в сечениях канала и проточной части турбодетандерного агрегата, а также разработать методики расчета процесса объемной конденсации при истечении многокомпонентной парогазовой смеси через неподвижный канал (диффузор) и машину расширительного типа (турбодетандер). Также планируется разработать ряд универсальных рекомендаций для учета влияния эффектов процесса объемной конденсации при истечении многокомпонентных смесей через машины и аппараты криогенной техники.Примеры решения обсуждаемой задачи в предлагаемой постановке в литературе практически отсутствуют. В результате решения будут получены результаты, не уступающие мировому уровню.