Modeling of Stationary Flows of a Liquid-Gas System in an Inclined Channel Subject to Evaporation

Abstract

Two-layer flows of liquid and gas-vapor mixture in an inclined channel are modeled based on the system of the Oberbeck–Boussinesq convection equations taking into account the evaporation and thermodiffusion effects. A new exact solution of the problem of evaporative convection is constructed in the statement with non-deformable interface and zero vapor flux on the upper channel wall. The analytical form of the required functions is presented in the case of heating of the channel boundaries linearly with respect to the longitudinal coordinate. Algorithms of calculation of the integration constants are described in detail. Examples of flow types are provided for the ethanol-nitrogen fluid system

Двухслойные течения жидкости и газопаровой смеси в наклонном канале моделируются на основе системы уравнений конвекции Обербека–Буссинеска с учетом эффектов испарения и термодиффузии. Построено новое точное решение задачи испарительной конвекции в постановке с недеформируемой границей раздела и при условии отсутствия потока пара на стенке канала. Представлен аналитический вид искомых функций в случае линейного по продольной координате нагрева границ канала. Подробно описаны алгоритмы расчета констант интегрирования. Для системы жидкостей этанол-азот приведены примеры типов течений