Неустойчивость конвективных течений, вызванных диффузионным смешением в изотермических многокомпонентных газовых смесях
Full Name of the work head: Лаврищев О.А.
Исполнители проекта: Косов В.Н.*
: Научно-исследовательский институт экспериментальной и теоретической физики при КазНУ им. аль-Фараби
Inventory number: 0214РК02109
Registration number: 0112РК00954
Keywords: газы*смеси*многокомпонентная диффузия*конвекция*численное моделирование*устойчивость газовых смесей*массоперенос*
В процессе работы впервые проведено теоретическое исследование конвективных структурированных течений при давлениях, значительно превышающих критические значения. Показано, что экспериментально наблюдаемые максимумы и минимумы значений расходов компонентов в зависимости от давления характеризуются критическими движениями, обусловленными азимутальными и радиальными структурами движения, т.е. произвольными модами возмущений, и соответствующими значениями критических чисел Рэлея. Проведены экспериментальные исследования по изучению влияния давления на интенсивность массопереноса в системах с газом растворителем. Показано, что при увеличении концентрации балластного газа давление, при котором наблюдается максимальная интенсивность конвективного процесса, уменьшается. Впервые разработан численный алгоритм решения задачи на устойчивость бинарных газовых смесей в цилиндрическом диффузионном канале при различных давлениях и температурах, а также углах наклона канала. На основе численного моделирования изучена динамика развития неустойчивого диффузионного процесса и получены критические значения термодинамических параметров и значений чисел Рэлея, при которых происходит переход из устойчивого состояния в неустойчивое. Проведен анализ на устойчивость тройных газовых смесей в неизотермических условиях. Определены области неизотермической диффузии и монотонных возмущений. Получен спектр граничных линий определяющих переход "диффузия - конвекция" при различных небольших температурных перепадах и показана стабилизирующая роль температуры при подогреве верхней части канала.*