SIMULATION OF OXYGEN STEAM JET CONDENSATION IN LIQUID OXYGEN
DOI:
https://doi.org/10.32782/KNTU2618-0340/2020.3.2-2.14Keywords:
: конденсация; струя газообразного кислорода; поток жидкого кислорода; длина области конденсации; критерий фазового перехода; скорость газообразного кислорода; скорость жидкого кислорода; обобщение экспериментальных данных; регрессионный анализAbstract
The results of numerical calculations of the length of the condensation region of a gaseous oxygen jet in a liquid oxygen flow are presented. Condensation of superheated steam jet of a low-temperature substances has its own characteristics in comparison with condensation of a water vapor jet. When modeling flows of various substances, the following dimensionless parameters and criteria can be used: density ratio of liquid and vapor, velocity ratio liquid to vapor, and the phase transition criterion. The oxygen gas temperature can be significantly higher than the saturation temperature, which leads to different condensation conditions. Experimental data with visualization of the condensation process of a stream of gaseous oxygen in a stream of liquid oxygen, namely, photographs are used. In the photographs, the condensation area is predominantly in the shape of a torch; in the early studies of jet condensation of water vapor in water, the jet was shaped like a cone. As a result of generalization of the experimental data, a formula was obtained for determining the length of the condensation region. As a result of applying the methods of nonlinear regression analysis, the values of the parameters for the function, which are used to determine the length of the condensation region of gaseous oxygen in the flow of liquid oxygen, have been refined. We calculated the standard deviations of the experimental data from the theoretical data, which were obtained on the basis of an analytical dependence with two sets of parameter values: new and proposed in [2]. Comparative analysis of the accuracy of the constructed approximating functions is carried out. New function is more accurate and can be used for mathematical modeling of the dynamics of the pumping system of a liquid propellant rocket engine.
References
Пилипенко О. В., Прокопчук А. А., Долгополов С. И., Писаренко В. Ю., Коваленко В. Н., Николаев А. Д., Хоряк Н. В. Особенности математического моделирования низкочастотной динамики маршевого ЖРД с дожиганием генераторного газа при запуске. Космічна наука і технологія. 2017. Т. 23, № 5. С. 3–12. DOI: 10.15407/knit2017.05.003.
Пилипенко В. В., Дорош Н. Л., Манько И. К. Экспериментальное исследование конденсации пара при вдуве струи газообразного кислорода в поток жидкого кислорода. Техническая механика. 1993. Вып. 2. С. 7780.
Гликман Б. Ф. О конденсации струи пара в пространстве, заполненном жидкостью. Известия АН СССР. 1957. № 2. С. 4349.
Накоряков В. Е., Сафарова Н. С. Простая формула для определения положения поверхности раздела фаз при конденсации затопленной струи пара. Известия СО АН СССР. Серия техн. наук. 1975. Т. 8. № 2. С. 6971.
Kudo A., Eguso T., Toda S. Basic Study on Vapor Suppression. Proceedings of the 5th International Heat Transfer Conference (Тоkуо, 1974). Vol. 3. P. 221225.
Ісаченко В. Н., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1981. 416 с.
Акуличев В. Л., Алексеев В. Н., Буланов В. А. Периодические фазовые превращения в жидкостях. М.: Наука, 1988. 280 c.
Кутателадзе С. С., Накоряков В. Е. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах. Новосибирск. Наука, Сиб. Отделение АНСССР, 1984. 302 с.
Сигел Э. Практическая бизнес-статистика: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс», 2008. 1056с.
Пилипенко О. В., Долгополов С. І., Ніколаєв О. Д., Хоряк Н. В. Математическое моделирование запуска многодвигательной жидкостной ракетной двигательной установки. Технічна механіка. 2020. №1. С. 518. DOI: 10.15407/itm2020.01.005.
