Учёные Сибирского федерального университета совместно с коллегами из Института вычислительного моделирования СО РАН представили расчеты, описывающие структуру течений и процессы испарения в двухслойной системе «жидкость — пар».
Модель показывает, как гравитация изменяет процесс испарения жидкости; результаты будут полезны при модификации систем жидкостного охлаждения разнообразных электронных микро- и мини-устройств, используемых в том числе на борту космической станции и в спутниках нового поколения.
Конвективные процессы, описанные математиками, зависят от внешних и внутренних условий: свойств сред (жидкости и окружающего газа или парогазовой смеси), температурного режима системы, её геометрии (например, толщины канала, в котором находятся жидкость и пар) и воздействия гравитации. Исследователи сосредоточились на описании влияния последних двух факторов.
Выяснилось, что система, где верхние слои холоднее нижних, является неустойчивой, поскольку в гравитационном поле в такой среде возникает конвективное движение: холодная жидкость опускается, горячая — поднимается. Этим движением, согласно данным красноярских учёных, можно «управлять», например, изменяя толщину слоя жидкости. Так, уменьшив высоту жидкого слоя, можно подавить конвекцию.
Одни из авторов исследования доктор физико-математических наук, профессор СФУ, сотрудник Института вычислительного моделирования Сибирского отделения РАН Виктория Бекежанова пояснила, что изучение конвективных процессов важно для разработок в области теплофизики, химической индустрии, материаловедения и биомедицины.
«Наши последние результаты будут полезны при модификации систем жидкостного охлаждения разнообразных электронных микро- и мини-устройств, используемых в том числе на борту космической станции и в спутниках нового поколения, а также при совершенствовании систем термического контроля, технологий термического осушения или нанесения покрытия с заданными характеристиками (толщина, форма, механические или химические свойства и др.)», — пояснила профессор СФУ.
