Математическое моделирование течений вязких химически реагирующих жидкостей в длинных трубах

• Автор: Немировский, Виктор Борисович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 191 c. : ил

1. Обзор работ по течению вязких инертных и химически реагирующих жидкостей и общая постановка задачи
1.1. Исследования течений вязких газов и жидкостей в трубах и каналах при переменных физических свойствах
1.2. Исследования критических явлений и тепловых режимов течения вязких жидкостей в трубах и моделирование технологических процессов в трубчатых полимеризационных реакторах
1.3. Общая постановка задачи
1.4. Коэффициенты молекулярного переноса, термокинетические и теплофизические параметры течения реальных жидкостей
2. Нестационарное течение сильно вязких химически реагирующих жидкостей в бесконечной трубе
2.1. Постановка задачи
2.2. Численный анализ режимов воспламенения реагента
2.3. Приближенные интерполяционные формулы для предела
и времени воспламенения
2.4. Обсуждение допущений и пример расчета режима течения реагирующей жидкости при реальных значениях теплофизических и термокинетических параметров . •
3. Стационарное ламинарное и турбулентное течение вязких инертных и химически реагирующих жидкостей в полубео-конечной трубе
3.1. Постановка задачи
3.2. Ламинарное течение сильно вязких инертных жидкостей
3.3. Тепловые режимы течения вязких химически реагирующих жидкостей
3.4. О пределах применимости уравнений пограничного слоя для описания течений реагирующих жидкостей в полубесконечной трубе
3.5. Интерполяционные формулы для критической длины трубчатого реактора и длины тепловой стабилизации инертных жидкостей
3.6. Течения с нагревом и охлаждением начального участка трубы
3.7. Расчет коэффициентов турбулентного переноса и выбор модели турбулентности
3.8. Ламинаризация турбулентного течения полимеризуто-щихся жидкостей в длинных трубах
Нестационарное турбулентное течение полимеризутощихся
жидкостей в длинной трубе
4.1. Течение полимеризущейся жидкости при большой глубине превращения мономера в полимер
4.2. Моделирование полимеризации этилена в трубчатом реакторе высокого давления
4.3. Выход на стационарный режим при течении вязких реагирующих жидкостей в трубах
Расчетные схемы и алгоритмы решения рассмотренных
задач
5.1. Система обыкновенных дифференциальных уравнений и алгоритм решения для задачи о течении реагирующей жидкости в бесконечной трубе
5.2. Алгоритмы решения и разностная схема для задачи

о течении вязкой реагирующей жидкости в длинной
трубе
Выводы
Литература

водит к уменьшению трения на стенках, при этом образуется квази-твердое ядро потока.
В режиме зажигания, полученном в данной работе, роль смазки играет тонкий слой жидкости вблизи стенки, прогретый за счет теплоты трения. В квазитвердом ядре потока трение между слоями жидкости значительно меньше, чем в узком слое вблизи стенки, поэтому резкое выделение тепла происходит в узком переходном слое между ядром и почти неподвижной жидкостью у стенки. В этой области и происходит зажигание.
Интересным является наличие точки перегиба на профиле скорости (рис. 2.3 б) в области пика температуры. Видно, что в этой области скорость потока сначала возрастает от начального значения, а затем с течением времени несколько уменьшается. По-видимому, это явление связано с образованием "смазочного" слоя прогретой жидкости, в котором вязкость сильно уменьшается по сравнению с вязкостью в пристенном слое. Уменьшение вязкости приводит к уменьшению потока количества движения в пристенные слои жидкости. В результате "холодные" слои пристенной жидкости с ростом времени начинают слегка притормаживаться стенкой и скорость в этой области падает, что приводит к появлению точки перегиба на профиле скорости. В работах [49, 52] появление точки перегиба на профиле скорости связывалось с проявлением невязкой неустойчивости для затянутого ламинарного режима течения вследствие влияния диссипативных факторов.
Таким образом, при 8 > 8Кр в зависимости от величины параметра В в движущейся вязкой реагирующей жидкости могут возникать различные режимы воспламенения. При 0<В^Вкр имеет место режим самовоспламенения. Если при этом же значении 8 увеличивать интенсивность механических источников тепла, то при
В >В*р существует переходная область от режима самовоспла-