Внешний массообмен и формирование следа при фильтрации жидкости в зернистом слое

• Автор: Скочилова, Юлия Николаевна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 97 с. : ил.

1Л .Обобщенные хаоактеоистики и уравнения инФильютемого зеонистого слоя. 1

1.2. Гидоолинамические поля.

1.3. Конвективная диспепсия.

1.4. Выводы.

1.5. Постановка зялячи внешнего мзссообменя тел в инбильтоуемой диспеосной соеле задача близкодействия.
1.6. Задача о Ьоомиповании следа вдали от источника возмущения задача дальнодействия ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВНЕШНЕГО МАССООБМЕИА ТЕЛ СИММЬТРИЧЮИ ФОРМЫ, ПОГРУЖЕННЫХ В ПЛОТНЫЙ ьштипктругмми гппм

2.1.1 остановка задачи в переменных Буссинеска

2.2.1 оиближслис пограничного слоя.

2.3. Решение задачи внешнего массообмспа при Ьильтоаииоииом обтекании ишиинлпа.

2.4. Интегральный поток ппимеси от иилиндпа в ИНбИЛЬТПУСМУЮ спслу,

2.5. Переход к задаче о точечном источнике. ГЛАВА 3. РАССЕЯНИЕ ПРИМЕСИ. ВЫДЕЛЯЕМОЙ ТОЧЕЧНЫМ ИСТОЧ И КОМ. В ИФИЛЬТРУЕМОМ ЗЕР1ИСТОМ СЛОЕ. ПЛОСКАЯ СТАЦИОНАРНАЯ ЗАДАЧА
3 I ГТоотлпопкя зяпячи.
3.2. Решение с помотыо Ьункпии Гпииа.
. Обращение решения. Получение и исследование формы областей, ограниченных изоконцентратами.
3.4. Приложение к экологии. Оценка области загрязнения в водоносном горизонте.
ГЛАВА 4. РАССЕЯНИЕ ПРИМЕСИ, ВЫДЕЛЯЕМОЙ ТОЧЕЧНЫМ ИСТОЧНИКОМ В ИНФИЛЬТРУЕОМ ЗЕРНИСТОМ СЛОЕ. ОСЕСИММЕТРИЧНАЯ СТАЦИОНАРНАЯ ЗАДАЧА
4.1. Постановка задачи.
4.2. Решение с помощью функции Грина.
4.3. Обращение решения. Получение и исследование областей, ограниченных изоконцснтраиами.
4.4. Приложение к аппаратам химической технологии. Оценка областей распространения реагента в проточном осевом реакторе. ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ФОРМЫ СЛЕДА ПРИ ФИЛЬТРАЦИИ ЖИДКОСТИ В ЗЕРНИСТОМ слот В КИОСКОМ И ОССИММГТРИЧЮМ КОНТУРЕ
5.1. Эксперимент п плоском контуре.
5.1.1. Описание схемы экспериментальной установки.
5.1.2. Мстолика проведения эксперимен тов по определению концентрации в осевых точках слсла и обработки экспериментальных данных.
5.1.3. Сопоставление с теоретическим решением.
5.2. Эксперимент по изучению Формы следа ион Фильтпапии жидкости и зернистом слое в осесимметричном контуре.
5.2.1 Экспериментальная установка и методики пповепепия эксперимента.
5.2.2. Результаты эксперимента.
ГЛАВА 6. РАССЕЯНИЕ ПРИМЕСИ В СРЕЛЕ С ПОГЛОЩЕНИЕМ
6.1.оотянпик,я эятгачи
6.2 Решение с помощью функции Грина.
6.3. Обращение решения. Форма областей, ограниченных изоконцентратами.
6.4. Приложение к процессам и аппаратам химических технологии. Оценка областей конверсии реагента в проточном
осевом реакторе.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Важную для этих практических приложений роль играют проблемы переноса массы, тепла и других субстанций, происходящего в таких средах. Бсзокислитсльный нагрев металлических деталей, коррозия арматуры в фунтах, сушка в кипящем слое, гетерогенный катализ, адсорбция и абсорбция, сушка и термическая обработка, ядерная энергетика и микробиотсхнологии для всех этих процессов весьма существенным оказываеся решение вопроса о массопсрспосс вещества в дисперсной среде с погруженным в псе достаточно протяженным телом или поверхностью ,, ,,,4,,,,. Во всех этих случаях инфильтрусмая сыпучая среда выступает как обладающий специфическими переносными свойствами носитель, перераспределяющий в пространстве, определяемом неподвижной твердой фазой, некую субстанцию геологу, растворенное вещество, микрочастицы, связанную с фильтрующейся подвижной фазой. По многих случаях эту субстанцию можно считать пассивной примесью, но влияющей па механизмы конвективного и дисперсионного переноса. Как привило, оптимальный режим работы химического реактора весьма чувствителен к локальной неоднородности концентрации рабочего объема, возникающей вследствие дискретного характера размещения в нем массообмсипмх поверхностей. В связи с этим важно зиять не только балансовые соотношения, но, по возможности, также и поля концентраций в объеме реактора. Такая задача является весьма сложной и требует, прежде всего, создания модели массопсрсноса в инфильтрусмой сыпучей среде, обладающей специфическими свойствами. Целью настоящего исследования является постановка достаточно общей замкнутой краевой задачи об определении концентрационного поля в инфильтруемой дисперсной среде, занимающую область, внешнюю по отношению к граничной поверхности непроницаемого тела, представляющего собой источник концентрационного возмущения. В цели работы также входит выбор методов решения таких задач и их реализация применительно к конкретным модельным задачам. При этом основным результатом решения задачи об определении концентрации вблизи протяженного источника примеси задача о близкодсйствии будет оценка интегрального потока примеси от макроисточника, необходимая для постановки задачи о рассеянии примеси от точечною источника задача о дальнодействии. В первой главе настоящей диссертации сформулированы краевые задачи внешнего массообмспа в инфильтруемой дисперсной среде, т. Гидродинамические поля учитываются на базе потенциальной модели фильтрационною течения. Учтены неоднородность и анизотропия тензора проводимости. Постановка задач внешнего массообмспа в дисперсных средах обладает новизной и выносится на защиту. При решении задач дальнодействия протяженный источник возмущения может быть заменен точечным, с расходом равным интегральному потоку примеси, определенным в задаче близкодейетвия. Возмущением гидродинамических нолей, в этом случае также можно пренебречь и считать гидродинамическое поле фильтрации однородным. Во второй главе производится систематическое решение сформулированной задачи для цилиндрического тела, определяется поле концентраций вблизи цилиндра и интегральный поток от цилиндра в граничных условиях 1го рода. В третьей главе и четвертой главах решаются задачи дальнодействия. Производится определение области ширины, дальнобойности, концентрации рассеяния примеси из точечного источника в плоском контуре глава 3 и осесмметричном контуре глава 4. В пятой главе данной диссертации приводятся методика описания эксперимента по определению величины следа и концентрации в осевых точках в плоском и осесимметричном случае, результаты эксперимента представлены на фотографиях и графических зависимостях. Методика определения размеров следа в зернистом слое является новой и выносится на защиту. Рассматривается также задача глава 6 об определении области рассеяния примеси в дисперсной среде с линейным поглощением. Результаты обладают новизной и выносятся на защиту. Параметром, связывающим обо задачи, является полный поток примеси, получаемый в рамках задачи внешнего массообмспа тела источника.