Во время работы резервуара с жидким гелием внешние колебания вызывают изменения формы и тепломассообменных характеристик воздушно-жидкостного интерфейса, приводя к динамическому отклику термодинамических характеристик жидкого тела в резервуаре. Для решения проблемы непонятной динамической реакции резервуара с жидким гелием на динамические колебания была построена численная модель реакции на динамические колебания резервуара с жидким гелием на основе модели объема жидкости (VOF) и пользовательской определяемой функции (UDF), используемой на основе текущих данных. Исследованы временные и пространственные закономерности формы воздушно-жидкостного интерфейса и давления в начальной 30-секундной рабочей ситуации с динамическими колебаниями резервуара и случайной 30-секундной рабочей ситуации с динамическими колебаниями после 3-часовой статической установки резервуара. Обсуждаются механизмы влияния двух таких рабочих ситуаций по повышению температуры и самонарастанию давления. Исследование показало, что равномерные колебания вызывают частотные колебания воздушно-жидкостного интерфейса и образование слоя смешивания, увеличивающегося со временем. В случайной ситуации воздушно-жидкостный интерфейс более неравномерен, а амплитуда колебаний больше. В случайной ситуации в области воздушно-жидкостного интерфейса заметен более яркий слой смешивания, и через 30 секунд его толщина достигла приблизительно 0.43 м. Равномерные колебания вызывают усиление испарения жидкого гелия в резервуаре, скорость самонарастания давления резервуара выше, чем в статической ситуации. Случайные колебания вызывают усиление конденсации, т.е. температура и давление газовой фазы убывают со временем, так в 100 секунд случайной ситуации давление в газовой фазе было на 58.82 Па меньше, чем в статической ситуации, потому что в области интерфейса происходит конденсация.

Резервуар с жидким гелием; динамический отклик на колебания; форма воздушно-жидкостного интерфейса; эволюция давления; численная модель