Математическое моделирование процессов обогащения газов с использованием ценосфер : на примере смеси газов аргона и гелия

• Автор: Верещагин, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Литературный обзор способов добычи и обогащения гелия из природного газа
1.1 Обзор криогенного способа добычи гелия из природного газа
1.1.1 Принципиальная схема подготовки природного газа к транспорту
1.1.2 Обзор криогенного метода добычи гелия из природного газа
1.1.3 Достоинства и недостатки криогенной технологии выделения гелия из природного газа
1.2 Обзор некриогенных методов добычи гелия
1.3 Обзор математических методов решения задач механики
многофазных сред
1.3.1 Особенности описания гетерогенных смесей
1.3.2 Диффузионное приближение для гомогенных смесей
1.4 Заключение
2 Вывод уравнений движения смеси газов и твердых проницаемых частиц и их свойства
2.1 Постановка физической задачи и основные уравнения

2.2 Одномерные приближения для покоящегося слоя ценосфер
2.3 Стационарный случай
2.4 Характеристики для одномерного нестационарного приближения
2.5 Выводы к главе
3 Экспериментальные и теоретические исследования
3.1 Описание ценосфер
3.2 Экспериментальное и теоретическое исследование по определению проницаемости стенок ценосфер
3.2.1 Описание эксперимента
3.2.2 Математическая модель эксперимента
3.2.3 Описание метода оценки коэффициента проницаемости стенок ценосфер
3.3 Эксперимент по определению коэффициента сопротивления
слоя ценосфер набегающему потоку газа и уточнению коэффициента проницаемости стенок ценосфер в режиме прохождения пика концентрации гелия через неподвижный слой ценосфер
3.3.1 Описание эксперимента
3.3.2 Описание начальных и граничных условий
3.3.3 Разностная схема для численного интегрирования математической модели
3.3.4 Сравнение результатов эксперимента и численного моделирования
3.4 Выводы к главе
4 Нестационарные одномерные приближения обогащения смеси гелием
4.1 Задача
4.1.1 Физико-математическая постановка задачи
4.1.2 Численные расчеты работы колонки для задачи 1 и анализ результатов
4.1.3 Методика оценки времени заполнения колонки в задаче
4.2 Задача
4.2.1 Физико-математическая постановка задачи
4.2.2 Численные расчеты и их анализ для задачи
4.3 Расчет схемы работы установки по обогащению аргон-
гелиевой смеси гелием
4.4 Выводы к главе
5 Основные выводы
Литература

И тогда уравнения состояния для смеси в целом записываются следующим образом
Относительное движение компонент, описываемые диффузионными скоростями или диффузионными потоками и непосредственно влияющие лишь на концентрацию компонент р/р, определяются диффузионным механизмом. Законы диффузии устанавливают зависимость для мгновенных значений рг в зависимости от градиентов концентраций компонент, градиентов температуры и давления. Модели, построенные на основе диффузионного приближения для многоскоростного континуума, фактически являются односкоростными, и поэтому диффузионное приближение иногда называют одножидкостным.
1.4. Заключение
Таким образом, в диссертации предлагается дать вывод математической модели движения смеси газов и твердых избирательно проницаемых частиц в рамках феноменологического подхода механики многофазных сред и её исследование. Смесь газов и твердых избирательно проницаемых частиц представляет в общем виде гетерогенную смесь, но так как она включает и смесь газов, то моделирование такого движения содержит в основе оба описанных подхода, используемых для описания движения гетерогенных и гомогенных смесей.
(1.15)
(1.16)

Р£ = 2 Рг£г{Рг,Т,х-,ХМ)