Gőz–folyadék állapotfüggvény simítása hiszterézissel

Absztrakt

A fázisváltozással járó technológiai folyamatok műszaki modellezésére, például végeselemes modellezőrendszerekben gyakran alkalmazott módszer a homogén rendszermodell, ún. diffúz határréteg modell. A homogén modellt gyakran négy-egyenletes modellnek is hívják, a teljes térfogatra felírt anyag-, energia- és impulzus-mérlegegyenleteket kiegészítik egy negyedik egyenlettel, amely a fázisváltozás leírására szolgál. A negyedik egyenlet határozza meg a fázisjellemző paraméter értékét, például a térfogat vagy a tömegtörtet, a mérlegegyenletekben szerepelő anyagjellemzők pedig a fázisjellemző paraméter segítségével átlagolt jellemzők. A negyedik egyenlet egyszerűbb esetekben lehet egy állapotfüggvény típusú statikus modell, vagy egy differenciálegyenlet: a fázisjellemző paraméter kifejlődését leíró kinetikus modell. A cikk a mérnöki gyakorlatban elterjedt állapotfüggvény típusú fázisváltozási modellek áttekintése után bemutat egy hiszterézisen alapuló fázisváltozási modellt. A modell átmenet az állapotfüggvény típusú és a kinetikus fázisváltozási modellek között: statikus modell, de alkalmas metastabil fázisátmenetek figyelembevételére is. A kidolgozott vízgőz–folyadék fázisváltozási modell hőmérsékletfüggő, makroszkopikus megközelítésű, mérnöki számításokat támogató, mérnöki ismeretek alapján paraméterezhető, képes figyelembe venni a túltelítődést/túlhevülést is, az állapotegyenlet típusú modellek továbbfejlesztett változatának tekinthető.