Устойчивость механического равновесия в неидеальных газовых смесях

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.26577/RCPh.2024v90i3-014
        34 21

Ключевые слова:

диффузия, конвекция, неустойчивость механического равновесия, теория устойчивости, неидеальные газы

Аннотация

Для описания явлений, обусловленных пространственной неоднородностью плотности, а также процессов очистки природного газа, разделения и обогащения газовых смесей определенными компонентами необходимо учитывать не только диффузионные процессы, но и конвективные течения, возникающие при наличии градиента концентрации. При определенных условиях в многокомпонентных газовых смесях возможно нарушение устойчивости механического равновесия, т.е. в рассматриваемых системах реализуется переход от устойчивого диффузионного процесса к конвективному. Использование линейного анализа на устойчивость позволяет на плоскости парциальных чисел Рэлея определить границу перехода диффузионного процесса на конвективный, а также значения теплофизических и геометрических характеристик, при которых этот переход возможен. При использовании данного подхода для описания экспериментальных данных, полученных для газовых систем, содержащих компоненты с ярко выраженными неидеальными свойствами, наблюдаются расхождения. Поэтому целью данной работы является разработка методики определения границы потери устойчивости механического равновесия в неидеальных газовых смесях. Для достижения поставленной цели в математической модели, описывающей смену режимов, используется уравнение состояния в вириальной форме. На основе разработанного подхода для систем C3H8 + CO2 – N2O и C3H8 + N2O – CO2 получены карты устойчивости. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными показало, что предложенная методика может быть использована для определения условий смены режимов смешения в трехкомпонентных газовых смесях, содержащих компоненты с реальными свойствами.

Биографии авторов

О.B. Федоренко, Казахский национальный университет им.аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан

автор-корреспондент, канд.физ.-мат.наук, доцент, Казахский национальный университет имени Аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан; email: Fedor23.04@mail.ru

И.В. Поярков, Московский государственный строительный университет, г.Москва, Россия

канд.физ.-мат.наук, доцент, Московский государственный строительный университет, г.Москва, Россия; email: p-igor@inbox.ru

Загрузки

Как цитировать

Федоренко O., & Поярков I. . (2024). Устойчивость механического равновесия в неидеальных газовых смесях. Вестник. Серия Физическая (ВКФ), 90(3), 116–124. https://doi.org/10.26577/RCPh.2024v90i3-014

Выпуск

Раздел

Теплофизика и теоретическая теплотехника