О.Б. Бочаров, И.Г. Телегин*
"Институт водных и экологических проблем СО РАН, Новосибирск; *Горно-Алтайский государственный университет"
Страницы: 459-466
Численно анализируются задачи вытеснения несмачивающей жидкости (нефти) смачивающей жидкостью (водой) для одномерного случая в физических переменных. Показано, что для повышения нефтеотдачи использование горячего вытеснителя предпочтительней в сравнении с холодным. С целью увеличения значения фронтовой насыщенности более эффективным является воздействие на вязкость фаз.
Теплопроводность 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропана (HFC-227ea) исследована в газовой фазе в интервале температур от 302 до 423 K при давлениях до 2,4 МПа. Измерения проведены стационарным методом коаксиальных цилиндров на образцах с чистотой 99,4 мол %. Погрешность полученных данных о теплопроводности не превышает ±2 – 2,5 %. Рассчитаны температурная зависимость теплопроводности пара низкой плотности, а также зависимости избыточной теплопроводности от температуры, плотности и давления.
Исследуется один из способов получения гидрофобной поверхности, основанный на методе, позволяющем производить на мономолекулярном слое замещение полярной гидроксильной группы (ѕ ОН) на неполярную углеводородную (ѕ СН 3). Представлены схема экспериментальной установки для обработки образцов из стекла с целью получения модифицированной поверхности и результаты измерения краевых углов смачивания для различных жидкостей на обработанных поверхностях. Показаны фотографии натурного изображения краевых углов смачивания и процесса капельной конденсации на модифицированной охлаждаемой поверхности.
Формулируются уравнения для переноса частиц бидисперсной суспензии в тарельчатой центрифуге с учетом взаимодействия частиц между собой и с окружающей их жидкостью. Исследуется влияние начальной концентрации частиц на скорость их оседания и формирование слоя седимента. Показана возможность образования внутренней волны концентрации мелких частиц как результат увлечения мелких частиц крупными. Проверена применимость формулы численного дифференцирования функции, описывающей изменение концентрации частиц во времени, для определения скорости седиментации.
Предложен метод оценки синергетического эффекта, возникающего при действии составных ингибиторов на процессы распространения газовых пламен. Этот метод основан на предположении о независимости химического и теплофизического вкладов действия добавки на пределы распространения пламени. Для полного описания действия составного ингибитора необходимо три параметра: глубина ингибирования, количество добавки, требуемое для насыщения химического воздействия, и теплофизический параметр. При отсутствии синергетического эффекта глубина ингибирования составного ингибитора равна наибольшей глубине ингибирования для одного из компонентов составного ингибитора. Синергетический эффект проявляется в том, что глубина ингибирования составного ингибитора не равна максимальной глубине ингибирования одного из компонентов. Показано, что рассмотренные пары ингибиторов не обладают синергетическим эффектом.
Представлена физико-математическая модель самовоспламенения газовзвеси, дисперсная фаза которой гетерогенно реагирует с окислителем газовой фазы и выделяет летучие компоненты, реагирующие с окислителем газовой фазы. Модель учитывает влияние стефановского потока летучих компонентов и газообразных продуктов гетерогенной реакции на тепло- и массообмен частиц с газовой фазой. Выявлены четыре режима самовоспламенения газовзвеси: воспламенение каждой частицы отдельно, без взаимовлияния; воспламенение газовзвеси за счет гетерогенной реакции в режиме самовоспламенения совокупности частиц; самовоспламенение за счет тепловыделения от реакции в газовой фазе выделившихся летучих компонентов; самовоспламенение в условиях взаимовлияния газофазной и гетерогенной реакций. Предложен способ определения областей параметров, характеризующих дисперсную фазу, где реализуется тот или иной режим самовоспламенения. Получены аналитические формулы для определения периода самовоспламенения газовзвеси в каждом режиме, и пр едено их сравнение с результатами численного счета. Проанализировано влияние стефановского потока на самовоспламенение газовзвеси.
В. А. Кириллов, И. А. Михайлова, С. И. Фадеев*, В. К. Королёв*
"Институт катализа им. Г. К. Борескова, 630090 Новосибирск, v.a.kirillov@catalysis.nsk.su; *Институт математики им. С. Л. Соболева, 630090 Новосибирск"
Страницы: 22-32
Разработана математическая модель для анализа протекания газожидкостных реакций гидрирования углеводородов, сопровождаемых испарением жидкости и химическим превращением в жидкой и паровой фазах на пористом зерне катализатора. Численно исследованы критические явления, возникающие при взаимодействии экзотермической каталитической реакции, межфазовых переходов, многокомпонентной диффузии и капиллярного впитывания. Определены области множественности стационарных режимов в зависимости от смоченности внешней поверхности зерна катализатора, активности катализатора, теплового эффекта реакции, теплоты испарения и параметров, характеризующих пропитывание зерна жидкостью. Проведенное сравнение с экспериментальными данными подтвердило адекватность математической модели.
Экспериментально сопоставлены закономерности распространения волны тления в пористых слоях сосновых опилок в спутном и встречном потоках воздуха в закрытой (реагирующей только с торца) и полуоткрытой (реагирующей с плоской свободной поверхности) системах. Для обеих систем изучена форма фронта тления и зависимость скорости волны тления от направления и скорости потока воздуха, пористости слоя горючего, дисперсности опилок. Изучена максимальная температура в волне тления. В закрытой системе при скорости потока воздуха не меньше 5–7 см/с скорость тления в спутном потоке на порядок превышает таковую во встречном потоке. В спутном потоке скорость волны тления в закрытой системе примерно на два порядка выше, чем в полуоткрытой системе. Дано объяснение изученным экспериментальным зависимостям.
На основе анализа особенностей горения взвесей металлических порошков разработан способ стабилизации пламени в реакторе синтеза оксидов металлов. Создан и описан экспериментальный реактор, реализующий этот способ. Проведены исследования воспламенения и горения аэровзвеси алюминиевых порошков АСД-1, АСД-4, и подтверждено их надежное воспламенение и устойчивое горение в камере сгорания реактора. Показано, что эффективность сжигания алюминиево-воздушной смеси определяется дисперсностью порошка, условиями смешения потоков и давлением в камере сгорания.
Проведен анализ процессов коагуляции и аэродинамического дробления жидких частиц оксида алюминия в ускоряющемся газовом потоке сопла Лаваля. Для вычисления характерного диаметра частиц на выходе из сопла предложена формула, полученная в результате приближенного аналитического решения уравнений двухфазного течения. Рассчитанный теоретически предельный диаметр частиц в критическом сечении близок к среднемассовому диаметру, который получается при численном моделировании полидисперсных двухфазных течений с коагуляцией и дроблением частиц. Предложенная формула согласуется с корреляционными зависимостями Р. В. Хермсена и подтверждается многочисленными опубликованными данными измерений среднемассового диаметра частиц оксида алюминия в выхлопных струях малых, средних и крупных твердотопливных ракетных двигателей. Формула содержит физические параметры, значения которых легко вычисляются и задаются. Проведено тестирование формулы по входящим в нее параметрам. На основании сопоставления теоретических расчетов с многочисленными экспериментальными данными формула рекомендована для предсказания размера частиц оксида алюминия в выхлопных струях различных типов ракетных двигателей на твердом топливе.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
