Численное моделирование течения жидкости с температурой аномалией вязкости

• Автор: Киреев, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы и исходная математическая

модель

§1.1 Обзор литературы

§1.2 Исходная математическая модель термовязкой

среды

Глава 2 Методы численного решения задачи

§2.1 Метод контрольного объема

2.1.1 Разбиение расчетной области на контрольные объемы

2.1.2 Построение дискретного аналога для уравнения энергии

2.1.3 Дискретные аналоги для уравнений сохранения количества движения

§2.2 Алгоритм SIMPLE

§2.3 Тестовые расчеты
2.3.1 Двумерное нестационарное уравнение диффузии
2.3.2 Двумерные уравнения Бюргерса
* 2.3.3. Течение Пуазейля
§2.4 Метод VOF
2.4.1. Введение
2.4.2. Построение нормали
2.4.3. Построение поверхности раздела
2.4.4. Перемещение поверхности раздела
2.4.5. Тестовые расчеты

Глава 3 Течение термовязкой жидкости в плоском канале
§3.1 Математическая модель и постановка краевой
задачи
§3.2 Течение жидкости с монотонно убывающей
зависимостью вязкости от температуры
§3.3 Течение аномально — вязкой жидкости в канале,
стенки которого имеют постоянную температуру
§3.4 Влияние условий теплообмена на течение
аномально - вязкой жидкости
Глава 4 Моделирование порогообразования при течении слоя аномально — вязкой жидкости в канале
теплообменника
§4.1 Постановка задачи
§4.2 Обсуждение результатов расчетов
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А. Физико-химические свойства жидкой серы

Актуальность темы
Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию течений аномально — вязких жидкостей в каналах теплообменных устройств. Здесь и далее аномально - вязкими жидкостями будут называться жидкости, вязкость которых в рассматриваемом температурном диапазоне имеет немонотонную зависимость от температуры.
Вязкость подавляющего большинства жидких сред в широком диапазоне температур изменяется в соответствии с зависимостями Вильямса — Лэнделла — Ферри, Фулчера - Фогеля, Эйринга и им подобными. Эти зависимости представляют собой убывающие функции температуры и хорошо описывают течение капельных жидкостей: простых жидкостей, встречающихся в природе и применяемых в технике, жидких металлов, расплавов природных минералов, полимеров. Характеристики течения таких жидкостей достаточно хорошо изучены и продолжают уточняться. Однако некоторые вещества, в которых в определенном диапазоне температур могут происходить процессы полимеризации и деполимеризации, имеют вязкость с немонотонной температурной зависимостью.
Вопросы, связанные с особенностями течения аномально — вязких жидкостей, до сих пор оставались открытыми. Необходимость их решения связана как с соображениями развития гидродинамики, так и с конкретными технологическими задачами.
Во многих производственных процессах переработки нефти, химических технологиях, при решении экологических задач по очистке отходящих газов присутствует сера. Из 150 важнейших товарных химических продуктов 88 требует для своего получения использование серы или ее соединений. В то же время жидкая сера является наиболее ярким представителем семейства аномально - вязких жидкостей. Вязкость жидкой серы с увеличением темпе-

Рис. 2.6. Численное стационарное решение двухмерных уравнений Бюргерса