Temperature dependences of the effective diffusion coefficients for two multicomponent gaseous systems containing air, hydrogen and some hydrocarbons

  • Yu.I. Zhavrin Al Farabi Kazakh National University, Kazakstan, Almaty
  • M.S. Moldabekova Al Farabi Kazakh National University, Kazakstan, Almaty
  • M.K. Asembaeva Al Farabi Kazakh National University, Kazakstan, Almaty
  • O.V. Fedorenko Al Farabi Kazakh National University, Kazakstan, Almaty
  • V. Mukamedenkyzy Al Farabi Kazakh National University, Kazakstan, Almaty

Abstract

Calculations of the exponents of temperature dependences of the effective diffusion coefficients (EDC) of gases for two multicomponent mixtures, which can be used for the combustion of gaseous fuels, are presented in the article.
Transport properties of gases and its mixtures subject to the temperature effect are determined as the functional dependence. Temperature dependence of the EDC of components is presented in the semiempirical formula, which is similar to the power dependence of interdiffusion coefficients (IDC) on temperature. Given calculation schemes of the temperature dependences of EDC are carried out for the temperature range of 298 – 900 K and the atmospheric pressure.  The main sources of information for this work are the publication of a number of scientists, as well as the researches made by the authors of this article who developed tables of the recommended reference data of EDC for technically important diffusing multicomponent mixtures and certified them in the NRC MS of the State standard specification of USSR
The results allow revealing the mechanism of diffusion process in the complex gas mixtures under the temperature change and evaluating the transfer of each component and the total mass transport. The presented results can be used for the new reference data.

References

1. Косов Н.Д., Жаврин Ю.И., Новосад З.И. Диффузия в многокомпонентных газовых смесях // Теплофизические свойства веществ и материалов. - М.: Изд-во стандартов. - 1982, вып. 17. - С. 86-112.
2. Бычков А.Г., Жаврин Ю.И. Температурная зависимость эффективных коэффициентов диффузии некоторых смесей в изотермических и неизотермических условиях // НИИ ЭТФ Каз.ун-т. – Алма-Ата, 1993. – 10 с. Деп. В КазНИИКИ. 15.01.93. № 3985. Ка-93.
3. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Новосад З.И. Расчет эквимолярной диффузии в многокомпонентных газовых смесях методом эффективных коэффициентов // Диффузия в газах и жидкостях. - Алма-Ата: МВ и ССО КазССР, 1974. - С. 12-19.
4. Жаврин Ю.И., Жаврин В.Ю., Косов В.Н., Поярков И.В. Расчет многокомпонентного массопереноса в двухколбовом аппарате с применением языка программирования DELPHI // Вестник КазНУ, сер. физическая. - Алматы. - 2006, № 2 (22). - С. 73-79.
5. Жаврин Ю.И., Косов В.Н., Поярков И.В., Федоренко О.В., Асембаева М.К. Температурная зависимость эффективных коэффициентов диффузии продуктов сгорания метана, пропана и бутана в воздухе // Вестник КазНУ, серия физическая. – 2011. - № 1 (36). – С 71-75.
6. Жаврин Ю.И., Косов В.Н., Асембаева М.К., Поярков И.В., Федоренко О.В. Влияние концентрации на температурные зависимости эффективных коэффициентов диффузии // Известия НАН РК, серия физ.-мат. – 2011. – № 3 (277). – С. 41-47.
7. Тирский Г.А. Вычисление эффективных коэффициентов диффузии в ламинарном диссоциированном многокомпонентном пограничном слое // ПММ. - 1969, Вып. 1. - С. 180-182.
8. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Новосад З.И. Описание нестационарной диффузии в многокомпонентных газовых смесях методом эффективных коэффициентов // ЖФХ. - 1975. - Т. 49, № 3. - С. 706-709.
9. Лайтфут Э. Явления переноса в живых системах. Биомедицинские аспекты переноса количества движения и массы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1977. - 520 с.
10. Новосад З.И., Косов Н.Д. Эффективные коэффициенты диффузии трехкомпонентных газовых смесей гелия, аргона и углекислого газа // ЖТФ. - 1970. - Т. 40, № 11. - С. 2368-2375.
11. Andrew S.P.S. A simple Method of Measuring Gaseous Diffusion Coefficient // Chem. Eng. Sci. - 1955. - V. 4. - P. 269-272.
12. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Белов С..М., Семидоцкая Н.И. О применении метода эффективных коэффициентов диффузии к диффузии в многокомпонентных газовых смесях при повышенных давлениях // Тепломассоперенос в жидкостях и газах. - Алма-Ата, 1982. - С. 3-12.
13. Калинин Б.А., Лойко А.Э., Суетин П.Е. Эффективная длина капилляра в измерениях коэффициентов взаимной диффузии газов методом двух объемов // Диффузия в газах и жидкостях. – Алма-Ата, 1972. – С. 79-85.
14. Бретшнайдер С. Свойства газов и жидкостей (инженерные методы расчета): Пер. с польского. – М.-Л.: Химия, 1966. – 536 с.
15. Богатырев А.Ф., Незовитина М.А. Температурная зависимость коэффициентов взаимной диффузии углеводородных газов // Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов: cб. науч. ст. – М: Газпром ВНИИГАЗ, 2014. - № 2 (18) – С. 55-58. - (Науч.-тех. сб. «Вести газовой науки»). Селезнев В.Д., Смирнов В.Г. Диффузия трехкомпонентной смеси газов в системе двух колб // ЖТФ. – 1981. – Т.51, № 4. – С. 795-800.
16. Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса: Пер. с англ.- М.: Химия, 1974. - 688с.

References
1. N.D. Kosov, Ju.I. Zhavrin, Z.I. Novosad, Teplofizicheskie svojstva veshhestv i materialov, 17, 86-112, (1982). (in russ).
2. A.G. Bychkov, Ju.I. Zhavrin, NII JeTF Kaz.un-t, Alma-Ata, 10 s. Dep. V KazNIIKI. 15.01.93. № 3985. Ka-93, (1993). (in russ).
3. Ju.I. Zhavrin, N.D. Kosov, Z.I. Novosad, Diffuzija v gazah i zhidkostjah, Alma-Ata: MV i SSO KazSSR, 12-19, (1974). (in russ).
4. Ju.I. Zhavrin, V.Ju. Zhavrin, V.N. Kosov, I.V. Pojarkov, Vestnik KazNU, ser. Fizicheskaja, 2 (22), 73-79 (2006). (in russ).
5. Ju.I. Zhavrin, V.N. Kosov, I.V. Pojarkov, O.V. Fedorenko, M.K. Asembaeva, Vestnik KazNU, serija fizicheskaja, 1(36), 71-75 (2001). (in russ).
6. Ju.I. Zhavrin, V.N. Kosov, M.K. Asembaeva, I.V. Pojarkov, O.V. Fedorenko, Izvestija NAN RK, serija fiz.-mat., 3(277), 41-47, (2011). (in russ).
7. G.A. Tirskij, PMM, 1, 180-182, (1969). (in russ).
8. Ju.I. Zhavrin, N.D. Kosov, Z.I. Novosad, ZhFH, 49(3), 706-709, (1975). (in russ).
9. Je. Lajtfut Javlenija perenosa v zhivyh sistemah. Biomedicinskie aspekty perenosa kolichestva dvizhenija i massy: Per. s angl. - M.: Mir, 1977, 520. (in russ).
10. Z.I. Novosad, N.D. Kosov, ZhTF, 40(11), 2368-2375, (1970). (in russ).
11. S.P.S. Andrew, Chem. Eng. Sci., 4, 269-272, (1955). (in russ).
12. Ju.I. Zhavrin, N.D. Kosov, S.M. Belov, N.I. Semidockaja, Teplomassoperenos v zhidkostjah i gazah. - Alma-Ata, 1982. 3-12. (in russ).
13. B.A. Kalinin, A.Je. Lojko, P.E. Suetin, Diffuzija v gazah i zhidkostjah. – Alma-Ata, 1972. –79-85. (in russ).
14. S. Bretshnajder Svojstva gazov i zhidkostej (inzhenernye metody rascheta): Per. s pol'skogo. – M.-L.: Himija, 1966. – 536 s. (in russ).
15. A.F. Bogatyrev, M.A. Nezovitina, Aktual'nye voprosy issledovanij plastovyh sistem mestorozhdenij uglevodorodov: cb. nauch. st. – M: Gazprom VNIIGAZ, 2(18), 55-58, (2014). (Nauch.-teh. sb. «Vesti gazovoj nauki»). V.D. Seleznev, V.G. Smirnov, ZhTF, 51(4), 795-800, (1981). (in russ).
16. R. Berd, V. St'juart, E. Lajtfut Javlenija perenosa: Per. s angl.- M.: Himija, 1974.- 688.
Published
2018-03-31
How to Cite
ZHAVRIN, Yu.I. et al. Temperature dependences of the effective diffusion coefficients for two multicomponent gaseous systems containing air, hydrogen and some hydrocarbons. Recent Contributions to Physics (Rec.Contr.Phys.), [S.l.], v. 60, n. 1, p. 4-10, mar. 2018. ISSN 2663-2276. Available at: <https://bph.kaznu.kz/index.php/zhuzhu/article/view/507>. Date accessed: 25 oct. 2020.
Section
Thermal Physics and Theoretical Thermal Engineering

Most read articles by the same author(s)

Obs.: This plugin requires at least one statistics/report plugin to be enabled. If your statistics plugins provide more than one metric then please also select a main metric on the admin's site settings page and/or on the journal manager's settings pages.