Закрученный поток конденсирующейся газовой смеси в сопле Лаваля

Предложена двухэтапная физико-математическая модель для исследования закрученного потока смеси “пассивных” газов, пара конденсирующегося компонента и его капель. На первом этапе спонтанная конденсация описывается в односкоростном приближении в рамках четырех-моментной цепочки уравнений, влиянием пассивного несущего газа на этот процесс пренебрегается. На втором этапе полученные результаты служат в качестве граничных условий для исследования дальнейшей эволюции неоднофазного многоскоростного и многотемпературного потока. Формируются параметры полидисперсной смеси, состоящей из конечного числа ($N$) фракций, моменты которых совпадают с полученными ранее. Газотермодинамика смеси описывается $N+1$ системами уравнений с учетом межфазного обмена массой, импульсом и энергией. Численные исследования проведены методом крупных частиц. Рассмотрены различные случаи задания радиальной зависимости окружной скорости на входе в канал переменного сечения. Обсуждаются эффекты полидисперсности и центробежной сепарации капель конденсата.