Кинетика перехода к стационарному росту или испарению микрокапли в смесях паров

• Автор: Мартюкова, Дарья Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Изменение размера и состава капли идеального бинарного раствора в

изотермических условиях

§ 1.1. Уравнения для определения размера и состава бинарной капли как функции

времени

§ 1.2. Условия немонотонного роста бинарной капли

§ 1.3. Эволюция бинарной капли в случае конденсации паров серной кислоты и воды. Различные режимы роста или испарения капли в зависимости от пересыщения паров..

Глава 2. Тепловые эффекты конденсации в квазистационарных условиях

§ 2.1. Постановка задачи о росте или испарении бинарной капли с учетом тепловых

эффектов конденсации
§ 2.2. Вывод уравнений для состава, температуры и размера бинарной капли в свободно-молекулярном или диффузионном режиме обмена веществом и теплом с парогазовой средой. Стационарные значения температуры, концентраций компонентов
и скорости роста радиуса бинарной капли
§ 2.3. Приближение идеального раствора в капле
§ 2.4. Выход на стационарные решения для концентраций компонентов, скорости роста и температуры растущей или испаряющейся бинарной капли в случае конденсации
паров серной кислоты и воды
Глава 3. Уравнения, описывающие эволюцию размера, состава и радиуса
многокомпонентной капли во времени
§ 3.1. Вывод уравнений для радиуса, температуры и состава капли с произвольным числом компонентов

§ 3.2. Вывод соотношений для локальных плотностей потоков молекул компонентов, тепла, массовой и средней молекулярной скорости при произвольном числе
компонентов
§ 3.3. Случай малых концентраций конденсирующихся паров в парогазовой среде
§ 3.4. Приближение идеального раствора
Глава 4. Нестационарный и неизотермический рост или испарение неидеальной
многокомпонентной капли в диффузионном режиме для модельных систем
§ 4.1. Учёт неидеальности раствора в капле
§ 4.2. Численное моделирование эволюции капли в атмосфере двух паров
§ 4.3. Численное моделирование эволюции капли в атмосфере трех паров
Заключение
Список литературы
Введение
Актуальность темы. Рост и испарение свободноподвешенных капель как моно-, так и многокомпонентных, широко распространенное в природе и технике явление. В частности, такие капли участвуют в формировании дождевых облаков в атмосфере Земли. В данной работе мы не рассматриваем нуклеационное зарождение капли и считаем, что изначально уже существует капля с некоторыми известными нам начальными составом, температурой и размером. Конденсация или испарение даже однокомпонентных капель существенно различается для различных начальных условий. Дальнейшее развитие капли зависит также и от физико-химических свойств паров конденсирующихся компонентов в окружающей ее парогазовой атмосфере, которые определяют молекулярные и тепловые потоки на каплю и от капли. Для описания начальных условий мы задаем пересыщения паров конденсирующихся компонентов, начальный состав капли, её радиус и температуру.
Хотя описание стадий роста или испарения капли является фундаментальной проблемой физики фазовых переходов первого рода, и исследования в этой области ведутся уже на протяжении многих лет, построение соответствующей теории является по-прежнему актуальной задачей. Закономерности конденсации и испарения капель играют важную роль в динамике фазовых переходов и релаксационных процессов в различных коллоидных системах, знание этих закономерностей требуется

0-| , т т т т ,

Рис. 1.7. Зависимость молярной концентрации первого компонента х1 (/) от времени при хю = 1» ^1 = -0.8, С 2 = -0.3, Т0 = 293К, Я0 = 10-3 см, вычисленная для различных
отношений концентраций насыщенных паров ((1)/«2«, (1) ~ 4 -10~7(а), 0.4 (Ь), 4 (с)) согласно (1.13).
Как видно из рис. 1.7 концентрация монотонно убывает, достигая стационарных значений: х|8 = 0.29999996 (а), 0.27 (Ь), 0.22 (с). Из рис. 1.6 и
1.8 следует, что поведение радиуса капли меняется с изменением соотношения между равновесными концентрациями пара первого и второго компонентов. В случаях (а) и (Ь) капля растет до тех пор, пока концентрация первого компонента в капле не достигнет значений х1т = 0.30000005 (а) и