Choosing average values when determining characteristics of the unsteady boiling of liquid

Abstract

This paper presents an analysis of the issues associated with constructing mathematical models for processes of intense phase transformations and, in particular, focuses on the aspect of using closing relations of empirical origin. The main trend in the implementation of modern numerical algorithms for practical problems is aimed at improving the accuracy of calculation results. The latter is usually achieved by refining a certain set of coefficients in mathematical models. These refinements are carried out both on the basis of the modernization of existing approaches, and with the involvement of new empirical information obtained for a limited number of regime conditions. Predictive models for describing the dynamics of phase transformations, as one of the most difficult in the mathematical formulations, refer to a particularly striking manifestation of the problem under study. In this research, we discuss the existing and widely used experimental work devoted to the extraction of primary information about the dynamics of vapor bubbles on the surface of metal heaters. Their example reveals the presence of a simplified approach in the existing development methodology, and shows a way to determine the correct generalization of empirical information that has a pseudo-stochastic nature. В работе представлен анализ проблем построения математических моделей процессов интенсивных фазовых превращений, а именно аспекту использования замыкающих соотношений эмпирического происхождения. Основной тренд при реализации современных численных алгоритмов для практических задач направлен на улучшение точности результатов расчета, достигаемое обычно за счет уточнения некоторого набора коэффициентов в математических моделях. Эти уточнения осуществляются как на основе модернизации существующих подходов, так и с привлечением новых эмпирических сведений, получаемых для ограниченного числа режимных условий. Предсказательные модели для описания динамики фазовых превращений, как одни из наиболее сложных в математической постановке задач, относятся к особо яркому проявлению описываемой проблемы. Рассмотрены существующие и широко применяемые экспериментальных работ, посвященные извлечению первичных сведений о динамике паровых пузырей на поверхности металлических нагревателей. На их примере показано наличие упрощенного подхода в существующей методологии разработки, и показан способ определения корректного обобщения эмпирических сведений, обладающих псевдостохастическим характером.