Heat and Mass Transfer During Phase Transitions in Liquid Mixtures

• Autorzy: Pavlenko Anatoliy , Koshlak Hanna

Warianty tytułu

PL

Przenoszenie ciepła i masy podczas przemian fazowych w mieszaninach ciekłych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work is devoted to the study of the transient processes of heat and mass transfer in the volume of a liquid. The method of calculating the temperature field in a liquid takes into account phase transitions, motion of the bubble wall and heat exchange processes near its surface. The method takes into account the change in the thermophysical characteristics of a liquid when its temperature changes. The results of the research can be used to optimize the various technological processes associated with cavitation, boiling and the formation of gas hydrates. Of particular interest are the processes of spontaneous boiling of superheated liquids under conditions when the liquid is in a non-equilibrium metastable state, since studying the kinetics of metastable state dysfunction can contribute to the creation of new high-intensity technologies for creating gas emulsions, as well as combustion and explosion technologies. The proposed method will allow a numerical analysis of the processes of destruction or the creation of gas hydrates, emulsions, taking into account both thermal and dynamic aspects of the problem.

PL

Praca poświęcona jest badaniu przejściowych procesów przenoszenia ciepła i masy w objętości cieczy. Metoda obliczania pola temperatury w cieczy uwzględnia przemiany fazowe, ruch ściany pęcherzykowej i procesy wymiany ciepła w pobliżu jej powierzchni. Metoda uwzględnia zmianę właściwości termofizycznych płynu w miarę zmian temperatury. Wyniki badań można wykorzystać do optymalizacji różnych procesów technologicznych związanych z kawitacją i tworzeniem się hydratów gazowych. Szczególnie interesujące są procesy samorzutnego wrzenia przegrzanych cieczy w warunkach, w których ciecz jest w stanie nierównowagi metastabilnej, ponieważ badanie kinetyki dysfunkcji stanu metastabilnego może przyczynić się do stworzenia nowych technologii tworzenia emulsji gazowych, jak również technologii spalania i wybuchu. Proponowana metoda pozwoli na analizę numeryczną procesów niszczenia lub tworzenia hydratów gazowych, emulsji, biorąc pod uwagę zarówno termiczne, jak i dynamiczne aspekty problemu.

Słowa kluczowe

EN

thermophysical characteristic; gas-saturated liquid; gas-vapor bubble; heat transfer; two-phase media; phase transitions

PL

charakterystyka termofizyczna; ciecz nasycona gazem; pęcherzyk gazowo-parowy; wymiana ciepła; ośrodek dwufazowy; przejścia fazowe

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2019
• Tom: Tom 21, cz. 1
• Strony: 234--249
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Pavlenko Anatoliy

• Kielce University of Technology, Poland

autor

Koshlak Hanna

• Kielce University of Technology, Poland

Bibliografia

• 1. Aktershev, S.P., Ovchinnikov V.V. (2013) Modelirovanie vskipaniya metastabil’noy zhidkosti pri nalichii frontov ispareniya. Sovremennaya nauka: issledovaniya, idei, rezul’taty, tekhnologi. 1, 77-82.
• 2. Hashemi, S., Macchi A., Servio P. (2007) Dynamic Simulation of Gas Hydrate Formation in an Agitated Three-Phase Slurry Reactor. The 12th International Conference on Fluidization – New Horizons in Fluidization Engineering. 329-336.
• 3. Kulinchenko, V. R., Zavialov, V. L., Mysiura T. H. (2007) Peredumovy stvorennia ma-tematychnoi modeli – osnovni polozhennia i rivniannia rukhu Releia. Naukovi pratsi Natsionalnoho universytetu kharchovykh tekhnolohyi. 22, 36-41.
• 4. Mosin, O.V. (2012) Fiziko-himicheskie osnovy opresneniya morskoy vody Soznanie i fizicheskaya real’nost’. 1, 19-30.
• 5. Nigmatulin, R.I., Habeev N.S. (1978) Dinamika i teplomassoobmen parogazovyh puzyr’kov s zhidkost’yu. Nekotorye voprosy mekhaniki sploshnoy sredy. – Mos-cow: In-t mekhaniki MGU. 229-243.
• 6. Okutani, K., Kuwabara Y., Mori Y. H. (2008) Surfactant effects on hydrate formation in an unstirred gas/liquid system: An experimental study using methane and sodium alkyl sulfates. Chemical Engineering Science. 63(1), 183-194. doi: 10.1016/ j.ces.2007.09.012
• 7. Pavlenko, A.M. (2018) Dispersed phase breakup in boiling of emulsion. Heat Transfer Research, 49(7), 633-641, DOI: 10.1615/HeatTransRes. 2018020630.
• 8. Pavlenko, A., Koshlak, H., Słowak, A. (2019a) Stability of multiphase liquid media. Earth and Environmental Science Volume 227, 4 Energy and scientific research, p. 1-11. doi.org/10.1088/1755-1315/227/4/042032
• 9. Pavlenko, A., Koshlak, H., Slowak, A.M. (2019b) The use of the ash of thermal power plants for the production of efficient porous insulation. E3S Web of Conferences 86, 00003 (2019), 86. doi.org/10.1051/e3sconf/20198600003
• 10. Pavlenko, A., Koshlak, H. (2015) Production of porous material with projected thermo-physical characteristics. Metallurgical and Mining Industry, Vol.1, p. 123-127.
• 11. Pavlenko, A., Koshlak, H., Usenko, B. (2014) Thermal conductivity of the gas in small space. Metallurgical and Mining Industry, 2, 20-25.
• 12. Pavlenko, A., Szkarowski, A. (2018) Thermal insulation materials with high-porous structure based on the soluble glass and technogenic mineral fillers Rocznik Ochrona Srodowiska, 20(1), 725-740.
• 13. Pavlenko, A., Koshlak, H. (2017) Formation of the steam phase in superheated liquids in the state of metastable equilibrium. Eastern-European Journal of Enterprise Tech-nologies. 5(89), 35-42.
• 14. Shagapov, V.Sh., Koledin V.V. (2013) K teoryi rosta parovyh puzyr’kov v metasta-bil’noy zhidkosti. Teplofizika vysokih temperatur. 51(4), 543-551. doi: 10.7868/ s0040364413040212 Stem, L.A., Circone S., Kirby, S. H., Durham W.B.,
• 15. Stem L.A. (2003) Temperature, pres-sure, and compositional effects on anomalous or “self” preservation of gas hydrates. Canadian Journal of Physics. 81(1-2), 271-283. doi: 10.1139/p03-018
• 16. Takeya, S., Ebinuma, T., Uchida, T., Nagao, J, Narita H. (2002) Self-preservation effect and dissociation rates of CH4 hydrate. Journal of Crystal Growth. 237-239, 379-382. doi: 10.1016/s0022-0248(01)01946-7
• 17. Veretel’nik, T. I., Difuchin Yu. N., Veretel’nik T. I. (2008) Matematicheskoe modeliro-vanie kavitatsionnogo potoka zhidkosti v himiko-tekhnologicheskoy sisteme. Visnyk ChDTU. 3, 82-85.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).