Барометрическое распределение газа, моделируемого твердыми сферами
И.Н. Черепанов, П.В. Краузин
Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, 614990, Россия
cherepanov.in@psu.ru
Ключевые слова: модель твердых сфер, седиментация, вириальное разложение, уравнение Карнагана-Старлинга, solid sphere model, sedimentation, virial decomposition, Carnahan - Starling equation
Страницы: 35-44
Аннотация
Исследуется распределение частиц газа, моделируемого твердыми сферами и находящегося в поле силы тяжести при постоянной температуре. Модель твердых сфер плохо применима к реальным газам, однако может быть использована для описания распределения наночастиц в коллоидном растворе. Проведено сравнение различных моделей слабонеидеального газа: вириального разложения с точностью до второго коэффициента, уравнения Вертхейма - Тьеля в приближении Перкуса - Йевика, а также приближения Карнагана - Старлинга. В случае вириального разложения получено точное аналитическое решение уравнения для распределения частиц по высоте. Для более сложных моделей решения находились с помощью численных методов. Показано, что учет конечного размера частиц приводит к существенным изменениям их распределения по сравнению с распределением для идеального газа даже при малых значениях объемной доли. Результаты, полученные при использовании вириального разложения, хорошо согласуются с результатами, полученными по более сложным моделям, если объемная доля примеси не превышает 0,1.
DOI: 10.15372/PMTF20190604 |
