rozpad i koalescencja kropel w intermitentnym polu burzliwym

PRACE WYDZIAŁU INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ
POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
T. XXX
z. 1
2006
ROZPAD I KOALESCENCJA KROPEL
W INTERMITENTNYM POLU BURZLIWYM
Wioletta Podgórska
Zakład Mechaniki Technicznej i Dynamiki Procesowej
Re˛kopis dostarczono 19.12.2005 r.
Przedmiotem badań, których wyniki przedstawiono w pracy, sa˛ zjawiska rozpadu i koalescencji wpływaja˛ce na rozkład wielkości kropel. Rozważono dyspersje wytwarzane w mieszalnikach w warunkach przepływu burzliwego.
W pierwszych rozdziałach pracy zaprezentowano sposób analizy układów rozproszonych
w przestrzeni fazowej oraz przedstawiono opis mikrostruktury burzliwości. Przedyskutowano
różnice˛ pomie˛dzy klasyczna˛ teoria˛ burzliwości Kołmogorowa oparta˛ na uśrednionych statystycznie własnościach burzliwości i podejściem multifraktalnym uwzgle˛dniaja˛cym intermitentna˛
nature˛ turbulencji.
Zasadnicza˛ cze˛ść pracy stanowia˛ rozdziały 4 i 5 poświe˛cone odpowiednio rozpadowi
i koalescencji kropel. Każdy z nich zawiera krótki przegla˛d i dyskusje˛ koncepcji modelowania
rozważanego procesu oraz przedstawienie modeli własnych. Zaproponowane modele rozpadu
i koalescencji kropel sformułowano przy użyciu formalizmu multifraktalnego. Zastosowane
podejście pozwoliło uwzgle˛dnić różna˛ aktywność wirów burzliwych o tej samej skali, a także
w sposób naturalny wprowadzić do zależności na szybkość rozpadu, cze˛stość zderzeń kropel
i szybkość wypływu filmu fazy cia˛głej spomie˛dzy kropel, wpływ dużych wirów energetycznych, a wie˛c i wpływ skali układu. Prócz niehomogeniczności małej skali zwia˛zanej z intermitencja˛ wewne˛trzna˛ uwzgle˛dniono nierównomierny rozkład uśrednionych lokalnie parametrów
burzliwości w mieszalniku. Zaproponowane modele rozpadu i koalescencji zweryfikowano
doświadczalnie wykorzystuja˛c zarówno wyniki badań własnych, jak i zaczerpnie˛te z literatury.
Przedstawiono zastosowania praktyczne sformułowanych modeli do przewidywania ewolucji
rozkładów wielkości kropel w czasie i efektów powie˛kszania skali układu. Zdefiniowano również indeksy dla inwersji faz.