Analysis of an Exact Solution of Problem of the Evaporative Convection (Review). Part I. Plane Case

Abstract

Development of theory describing the convection under conditions of "liquid – gas" phase transition, is caused by the active experimental study of the convective phenomena accompanied by evapora- tion/condensation at interphase. Results of the analytical and numerical investigation of new nonstan- dard problems of heat and mass transfer in domains with free surfaces or interfaces allow one to evaluate the adequacy of new mathematical models and to derive new characteristic criteria. The obtained fundamental knowledge on physical mechanisms of the studied processes provides the basis of modification and improvement of the fluidic technologies using the evaporating liquids and gas-vapor mixtures as working media. In the paper the analysis of the exact solution of the convection equations, which gives a possibility to model the two-layer convective fluid flows with evaporation, is presented.

Развитие теории, описывающей конвекцию в условиях фазового перехода "жидкость – газ" , во многом вызвано активным экспериментальным изучением конвективных явлений, сопровождающихся испарением/конденсацией на межфазных границах. Результаты аналитического и численного исследования новых нестандартных задач тепло- и массопереноса в областях со свободными границами или поверхностями раздела позволяют оценить адекватность новых математических моделей и вывести новые определяющие критерии. Полученные фундаментальные знания о физических механизмах изучаемых процессов служат основой модификации и совершенствования жидкостных технологий, использующих в качестве рабочих сред испаряющиеся жидкости и парогазовые смеси. В настоящей работе представлен анализ точного решения уравнений конвекции, позволяющего моделировать двухслойные конвективные течения с испарением