Микро-взрывная фрагментация двухжидкостных капель

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, научная проблема, практическая значимость и научная новизна полученных результатов.
Первая глава отражает современное состояние теоретических и экспериментальных исследований микро-взрывной фрагментации двухжидкостных капель. Проанализированы известные результаты исследований закономерностей, условий и характеристик микро-взрывной фрагментации жидкостей. Рассмотрены установленные ранее особенности быстропротекающих процессов микро-взрывной фрагментации топлив при интенсивном нагреве. Выделены основные высокотемпературные газопарокапельные и топливные технологии, для которых актуально изучение рассматриваемых процессов. Сформулированы проблемные вопросы, характерные соответствующим технологиям, и отмечены достижения в изучении микро-взрывной фрагментации топлив.
В выводах к главе 1 отмечено, что под микро-взрывом принято понимать кратковременный распад родительской двухжидкостной капли, вызванный
микро-взрывным кипением внутренних водяных капель, при котором происходит образование мелких вторичных фрагментов размерами от нескольких десятков до сотен микрометров. Наиболее типичными жидкостями в известных ранних исследованиях являлись: вода в качестве химически инертной жидкости; дизельное топливо или биодизель в качестве горючих жидкостей. Методы интенсификации теплообмена за счет микро-взрывных эффектов активно начали развиваться с начала 2000-ых годов. Однако первые исследования проведены В.М. Ивановым и П.И. Нефедовым еще в 1962 году. К настоящему времени в этом направлении представлены работы из научных центров и лабораторий Японии, Германии, США, Франции, Китая, Малайзии, Индии, Великобритании и России. Ключевые подходы и методы регистрации состоят в использовании высокоскоростной съемки при проведении экспериментов и использовании двух критериев микро-взрывного распада (перегрев воды на границе раздела «вода/топливо» выше температуры кипения и критический размер (радиус) пузыря) при моделировании.
Исследования предельных условий микро-взрывных эффектов являются предпосылками для развития технологий в области сжигания жидких топлив и топливных композиций в двигателях и теплогенерирующих установках, технологиях разделения эмульсий и суспензий на компоненты (выпаривание, сушка, выжигание), термической очистки сточных вод, тушении пожаров специализированными смесевыми составами и др. Неизученными экспериментально остаются: механизмы, режимы и характеристики процессов микро-взрывной фрагментации двухжидкостных капель и эмульгированных топлив при разных условиях нагрева (на разогретой поверхности, в потоке газа, в муфельной печи). Современные модели микро-взрыва имеют ряд допущений: теплофизические и термодинамические свойства принимаются постоянными (не зависящими от температуры); эффекты испарения и набухания игнорируются; капля воды располагается в центре капли топлива; критерии микро-взрывного распада по перегреву воды на границе раздела «вода/топливо» выше температуры кипения и росту пузыря не взаимосвязаны. Выделено, что целесообразным является проведение экспериментальных и теоретических исследований характеристик микро-взрывной фрагментации двухжидкостных капель для развития группы газопарокапельных технологий. Следует экспериментально и теоретически определить характеристики тепломассопереноса и фазовых превращений в двухжидкостных каплях в условиях реализации микро-взрывных эффектов, исследовать влияние группы основных варьируемых параметров системы «двухжидкостная капля / высокотемпературная среда» на эти характеристики. Кроме того, представляет интерес изучение механизмов реализации микро-взрывных эффектов в разных
условиях нагрева (на разогретой поверхности, в потоке газа, в муфельной печи) и для разных жидкостей. Наиболее разумным предполагается разработка математической модели с применением авторских и коммерческих программных кодов для изучения особенностей протекания исследуемых процессов микро-взрыва в широком диапазоне варьируемых параметров, которые затруднено реализовать в экспериментах и соответствуют перспективным топливным технологиям: температура греющей среды выше 1000 К; концентрация воды ниже 10 %; начальные размеры капель менее 50 мкм.
Во второй главе представлено описание созданных экспериментальных стендов и разработанных методик проведения исследований с оценкой погрешностей результатов выполненных измерений. Приведены результаты экспериментальных исследований влияния температуры греющей среды, схемы нагрева, концентрации горючих жидкостей с разными теплофизическими и реологическими свойствами, начальных размеров капель, а также коллективных эффектов на характеристики микро-взрыва (времена задержки микро-взрывного распада, число и размеры вторичных фрагментов).
Основной задачей планируемых экспериментов было определение предельных условий устойчивой реализации частичного («паффинг») и полного распада капель (микро-взрывная фрагментация), а также изучение характеристик этих процессов (времена задержки распада, времена существования, эволюция размеров капель во времени, увеличение площади поверхности испарения после и до распада). Исследование особенностей и закономерностей частичной и полной фрагментации капель жидкости в лабораторных условиях на стадии планирования экспериментов подразумевает воспроизведение основных параметров, характеризующих протекание рассматриваемых процессов в существующих практических приложениях и перспективных новых технологиях. Основными параметрами, существенно влияющими на процессы фрагментации капель жидкости, являются характеристики греющей среды (температура газа или поверхности подложки, давление и др.), скорости воздушного потока при конвективном нагреве, а также его характер (ламинарный или турбулентный), схемы нагрева с доминированием разных механизмов подвода тепла, свойства материалов капель жидкостей, технология формирования капель (двухжидкостные капли с явно выраженной границей раздела двух жидкостей и эмульгированные топлива) и другие. Для выполнения сформулированной выше задачи спланирован многофакторный эксперимент с учетом варьирования основных параметров системы «двухжидкостная капля / высокотемпературная газовая среда».
Высокотемпературный нагрев двухжидкостных капель осуществлялся с использованием нескольких схем с доминированием радиационного, конвективного и кондуктивного теплового потока (рис. 1-3). Наибольший интерес представляли схемы с конвективным и радиационным нагревом (рис. 1 и 2), так как они приближали эксперименты на лабораторном стенде к указанным выше практическим приложениям. Температура воздуха варьировалась в диапазоне от 300 К до 1500 К. Скорость потока воздуха в схемах с конвективным нагревом изменялась от 0.5 до 6 м/с. Регистрация изменений температуры разогретой области Ta (или Tsub) во время проведения экспериментов выполнялась с использованием системы, состоящей из комплекса сбора данных National Instruments и малоинерционных термопар с систематической погрешностью измерения температуры менее чем ± 3 К и систематической погрешностью измерения времени 0.1 с.
Рис. 1. Схематическое изображение экспериментального стенда при нагреве в трубчатой муфельной печи.
Рис. 2. Схематическое изображение экспериментального стенда при нагреве в потоке разогретых газов.
Обозначения:
1 – высокоскоростная видеокамера; 2 – осветительный прожектор;
3 – двухжидкостная капля;
4 – вторичные фрагменты;
5 – регистрационная область;
6 – держатель;
7 – координатное устройство (МКУ); 8 – трубчатая муфельная печь;
9 – смотровое окно;
10 – цилиндр из кварцевого стекла; 11 – разогретая подложка.
Рис. 3. Схематическое изображение экспериментального стенда при нагреве на разогретой подложке.
При проведении экспериментов при формировании топливных композиций использовались типичные для топливных технологий жидкости: водопроводная и дистиллированная вода, а также водные растворы с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ), керосин, дизельное топливо, трансформаторное масло, рапсовое масло. Массовая концентрации ПАВ в экспериментах изменялась от 0 до 1 %. В качестве ПАВ для стабилизации топливных эмульсий использовались моноэтаноламиды жирных кислот.
Для получения двухжидкостных капель («вода/топливо») заданного объема использовались два электронных дозатора Finnpipette Novus с функциями забора жидкости от 5 до 50 мкл (шаг варьирования генерируемого объема 0.1 мкл) и от 0.5 до 12.5 мкл (шаг варьирования генерируемого объема 0.01 мкл). Непосредственный забор жидкости проводился специальными сменными наконечниками, которыми оснащены электронные дозаторы. Исследуемые двухжидкостные капли вводились в область регистрации с помощью координатного механизма, на конце которого находился держатель из нихромовой, стальной, медной, алюминиевой или керамической проволоками диаметром от 0.2 мм до 0.9 мм.
С помощью высокоскоростных видеокамер Phantom Miro M310 и Phantom v411 выполнялась регистрация процессов прогрева, испарения и фрагментации двухжидкостных капель при интенсивном нагреве. Полученные по результатам экспериментов видеофрагменты обрабатывались в программном обеспечении Phantom Camera Control, а также с использованием собственных программных кодов в Matlab и Mathematica. При обработке регистрировались режимы фрагментации двухжидкостных капель, времена задержки начала распада, начальные размеры капель, а также размеры и число вторичных фрагментов (рис. 4).
Рис. 4. Схема регистрации процесса микро-взрывного распада нагреваемой двухжидкостной капли (вода/рапсовое масло) и образования аэрозольного облака (Rd0≈0.85 мм, Ta≈650 К, объемная концентрация воды 10 %).
Для регистрации температуры воды в двухжидкостных каплях использовался метод плоскостной лазерно-индуцированной флуоресценции (PLIF – Planar Laser Induced Fluorescence) и его модификация в виде двухцветной лазерно-индуцированной флуоресценции Two-Color LIF. Для реализации методов PLIF и Two-Color LIF использованы: высокоскоростная видеокамера (или кросскорреляционная камера), макрообъектив, светофильтр для нейтрализации избыточного лазерного излучения, флуоресцентный краситель, непрерывный лазер, коллиматор для формирования лазерного ножа с варьируемым углом раскрытия, персональный компьютер с программным обеспечением Actual Flow и Davis. В экспериментах в качестве флуорофора использовался Rhodamine B.
В табл. 1 перечислены основные варьируемые параметры и регистрируемые характеристики исследуемых процессов. Выбор варьируемых параметров обусловлен тем, что они наиболее часто используются в реальных технологиях в качестве определяющих исходных данных при управлении процессами. Регистрируемые характеристики позволяют установить, насколько могут отличаться условия и последствия фрагментации капель.
Табл. 1. Варьируемые параметры и регистрируемые характеристики.
Варьируемые параметры
Температура среды (подложки (373-523 К), потока воздуха (523-723 К), муфельной печи (523-1423 К), пламени (850-1400 К)) или тепловой поток (10-100 кВт/м2); положение капель (держатель, подложка, свободное падение); состав капель (разная объемная концентрация горючей жидкости (3-97 %) и материал горючей жидкости (керосин, дизельное топливо, рапсовое масло, трансформаторное масло)); размеры капель (0.5-1.5 мм); поверхностное (0.0401-0.07269 Н/м) и межфазное натяжение (0.00341-0.04257 Н/м) и вязкость (0.00259- 0.01668 Па·с); коллективные эффекты (группа капель)
Регистрируемые характеристики
Предельные температуры начала микро-взрывного распада; времена задержки распада и существования; переход от «паффинг» к микро- взрывной фрагментации; число и размеры вторичных капель; отношение площадей свободной поверхности после и до микро- взрывного распада S1/S0
Неопределённости измерений рассчитывались в соответствии с ГОСТ Р 54500.3-2011. Неопределённости измерений включали как систематические, так и случайные погрешности. Систематические погрешности состояли из погрешностей средств и методов измерений, остающихся постоянными и закономерно меняющимися (по определённому закону или зависимости) при повторных измерениях одной и той же величины. В табл. 2 представлены основные систематические погрешности средств измерений при проведении экспериментов по регистрации характеристик микро-взрывной фрагментации
двухжидкостных капель, которые включали погрешности измерения температуры и скорости воздуха, начального объема капель, радиусов капель, температуры воды в двухжидкостной капле при нагреве, времени задержки микро-взрывного распада, зажигания и т.д.
Табл. 2. Основные систематические погрешности средств измерений.
Температура воздуха (Тa)
Система, состоящая из комплекса сбора данных National Instruments и малоинерционных термопар типа К
± 3 К (± 0.1 с)
Разогретый воздух
Двухжидкостная капля
Физическая величина
Скорость потока воздуха (Ua)
Средство измерения
«Particle Image Velocimetry» (PIV)
Систематические погрешности
±2%
Начальный объем капли (Vd0)
Дозатор электронный Новус Thermo Fisher Scientific 5-50 мкл и 0.5- 12.5 мкл
± 0.05 мкл
Начальный радиус капли (Rd0)
Размеры вторичных капель (rcd)
Высокоскоростные камеры Phantom Miro M310, Phantom Fastcam SA1, Phantom V 411, ПО Tema Automotive, Actual Flow, Matlab, PCC Software
≤4%
Температура капли (Td)
Метод Planar Laser Induced Fluorescence (PLIF)
± 1.5–2 К
Микро-взрывная фрагментация капель
Времена задержки микро-взрывного распада (τp)
Времена существования
(τfull) Времена задержки зажигания (τign)
Высокоскоростные камеры Phantom Miro M310, Phantom Fastcam SA1, Phantom V 411, ПО Tema Automotive, Actual Flow, Matlab, PCC Software
≤4%
Случайные погрешности оценивались в виде доверительных интервалов по
формуле =t( ,n)S, где t( ,n) – коэффициент Стьюдента, зависящий от сс
числа n (число измерений) и выбранной величины доверительной вероятности αc (принималось 0.95), S – среднеквадратичное отклонение. Для всех экспериментальных точек, представленных на зависимостях в настоящей диссертационной работе, проводилось не менее 5–10 экспериментов при
идентичных условиях (температуре и схеме нагрева, начальных размеров капель, концентрациях жидкостей и др.).
На рис. 5 представлены типичные
зависимости времени задержки микро-
взрывного распада двухжидкостных
капель (вода/дизельное топливо) от
плотности теплового потока.
Вычисления плотностей тепловых
потоков проводились при конкретных
значениях, иллюстрирующих
оптические и теплофизические
свойства компонентов системы. В
реальной практике данные свойства
могут отличаться от использованных в
расчете в пределах 10-15 %. Кроме
того, значения плотностей тепловых
потоков рассчитаны для начального
момента времени, в процессе нагрева
эти значения будут меняться в
зависимости от изменения температуры капель. Как следствие, количественные значения qрад, qконв, и qконд могут отличаться в пределах 20- 25 %, но внешний вид зависимостей τp(q) и относительное расположение кривых не изменится во всем реальном диапазоне изменения параметров. Экспериментальные данные, представленные на рис. 5, получены с использованием нескольких стендов для опытов, показанных ранее на рис. 1-3. Использование группы стендов позволило получить значения тепловых потоков в широком диапазоне от 0 до 100 кВт/м2. Для каждого экспериментального стенда (рис. 1-3) суммарный тепловой поток рассчитывался как сумма qрад, qконв, и qконд с учетом основных входных параметров системы капля/греющая среда.
Видно, что диапазоны изменения плотностей тепловых потоков (соответствующие реализации микро-взрывного распада капель) при разных схемах нагрева отличаются. Минимальные значения тепловых потоков достигались в схеме с муфельной печью (рис. 1) и составляли от 10 до 30 кВт/м2, а максимальные – в схеме с разогретой подложкой (рис. 3) и составляли от 40 до 100 кВт/м2. Характер зависимости τp(q) в схеме с разогретой подложкой обусловлен тем, что для распада капли достаточен локальный подвод энергии к границе раздела «вода/топливо» для прогрева воды до
Рис. 5. Времена задержки микро-взрывного распада капель вода/трансформаторное масло (Rd0≈1.53 мм, 10 % дистиллированной воды) при изменении плотности теплового потока при разных схемах нагрева:
1 – при нагреве в муфельной печи (рис. 1); 2 – при нагреве в потоке газов (рис. 2);
3 – при нагреве на подложке (рис. 3).
температуры начала взрывного кипения. В случае контакта с подложкой такой локальный прогрев имеет высокую вероятность. Зависимости τp(q) для схемы нагрева в потоке газов и муфельной печи имеют близкий вид, соответствующий существенно нелинейному снижению времени задержки распада капли при росте подведенного теплового потока. Нелинейность связана главным образом с аналогичным характером зависимости скоростей испарения двух использованных жидкостей от температуры. Процесс распада двухжидкостной капли включает стадии прогрева, испарения слоя горючей жидкости и локального перегрева воды вблизи границы раздела «вода/топливо». Крайние левые точки на рис. 5 для каждой из трех кривых соответствуют предельным (минимальным) тепловым потокам, при которых реализовывался микро-взрывной распад двухжидкостных капель. Крайние правые значения на рис. 5 для каждой из трех кривых иллюстрируют условия, при которых возникали сложности достоверной регистрации характеристик микро-взрывного распада капель. Это обусловлено тем, что при таких высоких значениях тепловых потоков капля не покоилась на подложке, слетала с держателя или распадалась до ее размещения в области регистрации видеокамеры.
В третьей главе представлены разработанные математические модели с использованием собственных и коммерческих программных кодов. Представлены результаты теоретических исследований влияния температуры греющей среды, концентрации горючих жидкостей с разными теплофизическими и реологическими свойствами, начальных размеров капель, коллективных эффектов, схемы нагрева (кондуктивный, конвективный и радиационный), критериев распада, а также давления окружающей среды на времена задержки микро-взрывного распада.
Схема области решения задачи по изучению фрагментации двухжидкостной капли, основанной на критерии перегрева границы раздела «вода/топливо» выше температуры начала взрывного кипения, показана на рис. 6. Модель основана на предположении о том, что сферическая капля воды представляет ядро и располагается по центру, а топливо – оболочку.
Рис. 6. Схема области решения задачи по изучению фрагментации двухжидкостной капли, основанной на критерии перегрева границы раздела «вода/топливо» выше температуры начала взрывного кипения, где Rw и Rd – радиус капли воды и топлива. Tw и Td – температура на границе вода/топливо и температура в приповерхностном слое капли.
Температурное распределение в двухжидкостной капле в пространстве и времени описывается уравнением энергии в сферической системе координат (1) с начальными и граничными условиями (3)-(5):
T  2T 2 T 
t R2 RRPt,R,

где
wwww w,
(1)
 k /c  приRR
 k /c приR RR (2)
ffff w d
где T – температура; t – время; kw(f), cw(f) и ρw(f) – теплопроводность, удельная теплоемкость и плотность воды (жидкого топлива) соответственно; R – расстояние от центра капли. P(R; t) – источник дополнительного нагрева капли (причинами, вызывающими дополнительное тепловыделение могут быть химические реакции, радиационное излучение, нагрев от держателя и т.д.).
T  t  0    T w 0  R  п р и R  R w , T RприR RR
(3)
(4)
(5)
(6)
принимает во внимание изменение значения Rd в связи Скорости испарения описывались с использованием выражения (7):
(7)
d v total M
где BM = (Yvs – Yv∞)/(1 – Yvs) – массовое число Сполдинга, Yvs (Yv∞) – массовая концентрация паров топлива вблизи поверхности капли (в газе), Dv – коэффициент диффузии паров топлива, ρtotal = (ρg + ρv) – плотность смеси паров топлива и воздуха.
Уравнение в частных производных второго порядка (1) с граничными условиями третьего и четвертого рода (3)-(5) решалось аналитически с использованием метода разделения переменных, позволяющего перейти от
f0 w d
T T ,kT kT ,
RR RR w R w w
f R ww
hT TRkT eff d f R
,
где h – коэффициент теплоотдачи. 
T TfLRd(e),

Rd(e) dR /dt
где d
с испарением капли.

md(e) 4RD ln1B ,
f const
RR
RR
RRd 0
eff g
h
сложной формы дифференциальных уравнений к простым алгебраическим выражениям. Основные выкладки аналитического решения задачи представлены в опубликованных работах по теме диссертации.
Как упоминалось во введении, большинство современных моделей микро- взрывного распада основаны на предположении, что микро-взрыв начинается, когда температура на границе раздела «вода/топливо» достигает равновесной температуры кипения дисперсной фазы (воды) TB. В то же время хорошо известно, что в нестационарном случае, когда температура увеличивается со временем достаточно быстро, вода прогревается до температуры начала взрывного кипения TN, которая выше, чем TB. Это означает, что микро- взрывная фрагментация происходит, когда внутренняя капля воды находится в метастабильной области. С течением времени метастабильная система переходит в устойчивое термодинамическое состояние в зависимости от преобладающих источников активации. Для гомогенного зародышеобразования таким источником активации является небольшая часть молекул с энергией, значительно превышающей среднюю. А для гетерогенного зародышеобразования источниками активации являются загрязнения в виде твердых частиц, пузырьков газа, неровности поверхности раздела двух сред (топлива и воды) и т.д. В настоящем исследовании сделано предположение, что все события микро-взрывного распада инициируются на границе раздела «вода/топливо» при температуре начала взрывного кипения воды. Под температурой начала взрывного кипения воды понималась температура воды на границе «вода/топливо» в момент микро-взрывной фрагментации, когда происходил отрыв вторичных фрагментов.
Теплофизические свойства воды и топлива при расчетах принимались в виде зависимостей от температуры. Начальная температура капель составляла 300 К в соответствии с проведенными экспериментами. Вычисления проводились с использованием программного комплекса Matlab R2020a. 50 источников использовалось в серии для расчета температурного распределения. Шаг по времени принимался равным в диапазоне 0.000001– 0.1с и зависел от начального размера капли; 10000 слоев в капле использовалось для расчета интегралов в температурном распределении.
На рис. 7 показаны установленные зависимости времени задержки микро- взрывного распада от температуры внешней среды (а) и начальных размеров (радиусов) двухжидкостных капель (б), полученные по результатам теоретических исследований с использованием математической модели (рис. 6) и экспериментальных данных. Экспериментальные данные, показанные на рис. 7, соответствуют схеме нагрева в муфельной печи (рис. 1). Получено удовлетворительное согласие между экспериментальными и теоретическими
данными в широком диапазоне исследуемых температур внешней среды от 473 К до 623 К и начальных размеров (радиусов) капель от 0.5 до 1 мм. Максимальные отклонения результатов математического моделирования и экспериментальных данных не превышают 7 %.
а
б
Рис. 7. Зависимости времени задержки микро-взрывного распада от температуры внешней среды (а) и начальных размеров (радиусов) (б) капель вода/керосин (10 % дистиллированной воды): 1 – экспериментальные данные; 2 – результаты математического моделирования.
В заключении представлены основные выводы по результатам диссертационных исследований, а также сформулированы соответствующие рекомендации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Получены новые опытные данные по характеристикам микро-взрывного распада и режима «паффинг» в двухжидкостных каплях и топливных эмульсиях при высокотемпературном нагреве с применением высокоскоростной регистрирующей аппаратуры и оптических методов диагностики. Стенды отличаются условиями нагрева капель (держатель, подложка, свободное падение), а также диапазонами генерируемых тепловых потоков (10-30 кВт/м2 в муфельной печи, 20-45 кВт/м2 в потоке разогретых газов, 40-90 кВт/м2 на разогретой подложке).
2. Проведенные экспериментальные исследования позволили установить зависимости характеристик тепломассопереноса в рассматриваемых системах «двухжидкостная капля/высокотемпературная газовая среда» от группы основных параметров системы (температуры среды (300-1500 К), схемы нагрева (в потоке воздуха, на разогретой подложке, в муфельной печи, в пламени горелки), концентрации и материала горючей жидкости (3-97 %),
размеров (0.5-1.5 мм) и технологии формирования капель (двухжидкостные капли и эмульгированные топлива), групповых эффектов).
3. По результатам выполненных экспериментов установлены условия реализации трех основных вариантов режимов прогрева двухжидкостных капель: испарение (Ta=300-400 К), «паффинг» (Ta=400-600 К) и микро-взрывная фрагментация (Ta=600-1500 К). Наиболее интересными с точки зрения интенсификации процессов теплообмена являются процессы «паффинг» и микро-взрывная фрагментация, так как позволяют увеличить площадь поверхности испарения капель в десятки и сотни раз.
4. Установлены отличия механизмов, режимов и характеристик процессов микро-взрывной фрагментации двухжидкостных капель и эмульгированных топлив. Капли эмульсий измельчаются в основном лишь в режиме «паффинг», а двухжидкостные капли в режиме микро-взрывной фрагментации с последующим получением мелкодисперсного аэрозоля.
5. Наибольшее влияние на времена задержки микро-взрывного распада оказывает температура газовой среды, начальный размер капель, а также концентрация жидкостей. Минимальные времена задержки микро-взрывного распада соответствуют высокой температуре среды (выше 1000 К), малым размерам капель (ниже 500 мкм) и высокой концентрации горючей жидкости (более 90 %).
6. Влияние соседних капель на условия нагрева, «паффинг» и микро- взрывной фрагментации ослабевает при расстояниях между ними более 5·Rd0. В частности, показано, что при расстояниях между каплями более 10·Rd0 условия их микро-взрывной фрагментации слабо (в пределах погрешности измерения регистрируемых параметров) отличаются от аналогичных для одиночной капли. Этот вывод хорошо согласуется с результатами других авторов для однородных капель.
7. Разработаны математические модели тепломассопереноса в капле в условиях, предшествующих микро-взрывному распаду, учитывающие особенности протекания теплофизических процессов при нагреве двухжидкостной капли.
8. С использованием математических моделей тепломассопереноса изучены особенности протекания процессов микро-взрыва в широком диапазоне варьируемых параметров, которые трудно реализовать в экспериментах и которые соответствуют перспективным топливным технологиям: температуры среды выше 1000 К; концентрации воды ниже 10 %; начальные размеры капель менее 50 мкм.
9. Разработанные математические модели тепломассопереноса в двухжидкостных каплях, обеспечивающих возможность прогноза условий
перегрева границы раздела «вода/топливо» выше температуры начала взрывного кипения негорючей жидкости (воды) в качестве критерия распада, позволяют адекватно прогнозировать времена задержки распада капель.
10. Полученные результаты создают объективные предпосылки для развития технологий зажигания облака капель жидких топлив, а также технологий термической и огневой очистки жидкостей от загрязняющих их нерегламентированных примесей.