Многофазные течения (газожидкостные потоки, газонасыщенный пограничный слой, газокапельные потоки)

В институте проводятся широкомасштабные исследования многофазных течений, в том числе двухфазных газожидкостных потоков, газокапельных потоков, газонасыщенных пограничных слоев. В основу экспериментальных исследований двухфазных газожидкостных потоков положен разработанный в институте электродиффузионный метод, позволяющий проводить измерения локальных средних и пульсационных характеристик потока. Наряду с этим, развиваются и оптические методы исследования, такие как ЛДА и PIV LIF. Проведено комплексное исследование характеристик газожидкостных потоков в различных условиях: восходящего и опускного течения в вертикальных трубах, двухфазного течения в горизонтальном и наклонном прямоугольном канале. Изучена гидродинамика течений в каналах сложной геометрии – тройниках, коленах, при внезапном расширении потока. Исследована структура двухфазного пузырькового течения в импактной струе, в том числе при наложении внешних возмущений. Выполнены численные расчеты гидродинамической структуры двухфазных газожидкостных течений с использованием модифицированной k–ε модели турбулентности, которые позволили проанализировать полученные экспериментальные результаты, в частности подавление турбулентности в опускном пузырьковом течении. Экспериментально изучены характеристики газонасыщенного пограничного слоя на продольно обтекаемых пластинах и телах, движущихся в жидкости с большими скоростями. Показано, что пузырьковое газонасыщение может существенно снизить гидродинамическое сопротивление тел, а также изменить их звукоотражающие и звукоизлучающие свойства. В области исследования газокапельных потоков проведен анализ структуры течения и процессов тепло- и массообмена в пристенных струях с мелкодисперсными частицами жидкости. Большое внимание при этом уделяется проблемам интенсификации тепломассопереноса и защите поверхностей от воздействия высокотемпературных потоков.