Розрахунок кута розкриття струменя перегрітої рідини
Властивості струменів перегрітої рідини, стікали в простір або великий обсяг, широко досліджуються теоретично і експериментально в інтересах різноманітних технічних додатків. В атомній енергетиці перегріті струменя можуть виникати при аваріях з розгерметизацією контурів тиску, зокрема при течах теплоносія з першого контуру в герметичну оболонку локалізуючої системи безпеки.
Тиск насичення, який відповідає температурі перегрітої рідини, вище тиску в середовищі, куди витікає струмінь. Різниця тисків трансформується в механічну енергію і йде на зміну форми струменя, реактивної сили, освіта крапель, пара і аерозолю. Фізичні процеси при вивільненні внутрішньої енергії перегрітої рідини і хімічної енергії вибухової речовини подібні, тому перший процес часто називають вибуховим скипанням. Досліджуваний параметр - кут розкриття струменя - важливий при моделюванні внутріконтайнментних завдань перенесення, оскільки безпосередньо визначає далекобійність струменя і турбулентні в'язкість і дифузію. Типова поведінка струменя у великому обсязі при перегревах понад декілька десятків градусів характеризується збільшеними кутами розкриття (150-1700) і скороченням довжини початкового ділянки. На основі моделі руйнування струменя бульбашками скипання при скиданні тиску такі великі величини кутів розкриття чи не пояснюються.
Теоретично розглянуто варіант витікання струменя перегрітої рідини з досить гладкого і короткого отвори. Таке протягом максимально нерівноважної і розпад струменя йде переважного з поверхні і після виходу в великий обсяг. Запропоновано окремо враховувати краплі туману і краплі від руйнування поверхні струменя. Туман утворюється при конденсації пересиченого пара, що виділився при охолодженні перегрітої струменя в атмосфері. Інтерпретація кордону струменя як кордони поширення туману дозволяє розрахувати спостерігаються великі кути розкриття перегрітих струменів і виокремити з спектра крапель фракцію субмікронних крапель і аерозолю, не властиву відомому процесу руйнування поверхні струменя внаслідок нестійкості. Результати дослідження можуть бути використані для уточнення постановок внутріконтайнментних завдань перенесення при аваріях з течами теплоносія і визначення коефіцієнтів турбулентного перенесення, а також вдосконалення експериментальних методик в частині забезпечення повноти відомостей про центри пароутворення.