geomgouГеографическая среда и живые системыGeographical Environment and Living Systems2712-76132712-7621Московский государственный областной университет10.18384/2310-7189-2018-2-134-144geomgou-164Research ArticleСтатьиЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ КОНВЕКТИВНЫХ ТЕЧЕНИЙ ПРИ КВАЗИСТАЦИОНАРНОМ СМЕШЕНИИ В БИНАРНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УГЛАХ НАКЛОНАДИФФУЗИОННОГО КАНАЛАNUMERICAL SIMULATION OF THE OCCURRENCE OF CONVECTIVE FLOWS AT QUASI-STATIONARY MIXING IN BINARY GASEOUS MIXTURES UNDER DIFFERENT SLOPE ANGLES OF THE DIFFUSION CHANNELКосовВладимир НиколаевичKossovVladimir N.kosov_vlad_nik@list.ruКрасиковСергей АнатольевичKrasikovSergey A.sa.krassikov@mail.ruФедоренкоОльга ВладимировнаFedorenkoOlga V.fedor23.04@mail.ruКазахский национальный педагогический университет имени АбаяРоссияAbai Kazakh National Pedagogical UniversityRussian FederationНИИ Экспериментальной и теоретической физики при Казахском национальном университете имени аль-ФарабиРоссияInstitute of Experimental and Theoretical Physics at al-Farabi Kazakh National UniversityRussian Federation20180405202202134144Copyright © Косов В.Н., Красиков С.А., Федоренко О.В., 20222022Косов В.Н., Красиков С.А., Федоренко О.В.Kossov V.N., Krasikov S.A., Fedorenko O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geoecosreda.ru/jour/article/view/164

Методами численного моделирования проведено исследование квазистационарного смешения в бинарных смесях, когда более тяжелый по плотности газ находится в верхней части диффузионного канала, а второй - в нижней части. Определены углы наклона, при которых происходит смена режима «диффузия - концентрационная гравитационная конвекция». Проанализирована динамика структурированных конвективных течений при различных углах наклона. Получена зависимость интенсивности конвективных течений от угла диффузионного канала для бинарной смеси 0,15 Ar + 0,85 N2 - N2.

Numerical simulation methods are used to study quasi-stationary mixing in binary mixtures when the density heavier gas is located in the upper part of the diffusion channel, and the second one is in the lower part. The slope angles, at which the regime changes from diffusion to concentration gravitational convection, are determined. The dynamics of structured convective flows at various angles of inclination is analyzed. The dependence of the intensity of convective flows on the slope angle of the diffusion channel for a binary mixture 0.15 Ar + 0.85 N2 - N2 is obtained.

диффузияконцентрацияконвекциякомпонент смесимассопереносугол наклонаReferencesАлександров О.Е., Селезнев В.Д. Зависимость скорости смешения от давления при свободной конвекции бинарной смеси газов в двухколбовом аппарате // Журнал технической физики. 2016. Т. 86. Вып. 7. С. 26-30.Александров О.Е., Селезнев В.Д. Зависимость скорости смешения от давления при свободной конвекции бинарной смеси газов в двухколбовом аппарате // Журнал технической физики. 2016. Т. 86. Вып. 7. С. 26-30.Алямовский А.А., Собачкин А.А., Одинцов Е.В., Харитонович А.И., Пономарев Н.Б. SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2008. 1040 с.Алямовский А.А., Собачкин А.А., Одинцов Е.В., Харитонович А.И., Пономарев Н.Б. SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2008. 1040 с.Анкушева Н.Б., Косов В.Н., Селезнев В.Д. Влияние наклона диффузионного канала на устойчивость механического равновесия в изотермических бинарных газовых смесях // Прикладная механика и техническая физика. 2010. Т. 51. № 1. С 75-78.Анкушева Н.Б., Косов В.Н., Селезнев В.Д. Влияние наклона диффузионного канала на устойчивость механического равновесия в изотермических бинарных газовых смесях // Прикладная механика и техническая физика. 2010. Т. 51. № 1. С 75-78.Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. 672 с.Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. 672 с.Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. М.: Наука, 1972. 392 с.Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. М.: Наука, 1972. 392 с.Демин В.А. Конвективные сепараторы // Прикладная физика. 2013. № 4. С. 60-67.Демин В.А. Конвективные сепараторы // Прикладная физика. 2013. № 4. С. 60-67.Дильман B.B., Липатов Д.А., Лотхов В.А., Каминский В.А. Возникновение неустойчивости при нестационарном испарении бинарных растворов в инертный газ // Теоретические основы химической технологии. 2005. Т. 39. № 6. С. 600-606.Дильман B.B., Липатов Д.А., Лотхов В.А., Каминский В.А. Возникновение неустойчивости при нестационарном испарении бинарных растворов в инертный газ // Теоретические основы химической технологии. 2005. Т. 39. № 6. С. 600-606.Косов В.Н., Жаврин Ю.И. Образование структур и концентрационная конвекция при изотермической диффузии в трехкомпонентных газовых смесях через переменное число каналов равной площади // Письма в журнал технической физики. 1993. Т. 19. Вып. 10. С. 18-21.Косов В.Н., Жаврин Ю.И. Образование структур и концентрационная конвекция при изотермической диффузии в трехкомпонентных газовых смесях через переменное число каналов равной площади // Письма в журнал технической физики. 1993. Т. 19. Вып. 10. С. 18-21.Косов В.Н., Жаврин Ю.И., Анкушева Н.Б. Конвективные режимы смешения в бинарных системах при неустойчивости механического равновесия газовой смеси // Инженерно-физический журнал. 2008. Т. 81. № 3. С. 501-507.Косов В.Н., Жаврин Ю.И., Анкушева Н.Б. Конвективные режимы смешения в бинарных системах при неустойчивости механического равновесия газовой смеси // Инженерно-физический журнал. 2008. Т. 81. № 3. С. 501-507.Косов В.Н., Кульжанов Д.У., Жаврин Ю.И., Красиков С.А., Федоренко О.В. Особенности разделения углеводородных изотермических газовых смесей при конвективной диффузии / Под ред. чл.- корр. НАН РК, проф. В.Н. Косова. Алматы: MV-Принт, 2014. 144 с.Косов В.Н., Кульжанов Д.У., Жаврин Ю.И., Красиков С.А., Федоренко О.В. Особенности разделения углеводородных изотермических газовых смесей при конвективной диффузии / Под ред. чл.- корр. НАН РК, проф. В.Н. Косова. Алматы: MV-Принт, 2014. 144 с.Косов В.Н., Селезнев В.Д., Жаврин Ю.И. Эффект разделения компонентов при изотермическом смешении тройных газовых систем в условиях свободной конвекции // Журнал технической физики. 1997. Т. 67. Вып. 10. С. 139-140.Косов В.Н., Селезнев В.Д., Жаврин Ю.И. Эффект разделения компонентов при изотермическом смешении тройных газовых систем в условиях свободной конвекции // Журнал технической физики. 1997. Т. 67. Вып. 10. С. 139-140.Концепции развития топливно-энергетического комплекса Республики Казахстан до 2030 года. http://adilet.zan.kz/rus/docs/P1400000724/compare.Концепции развития топливно-энергетического комплекса Республики Казахстан до 2030 года. http://adilet.zan.kz/rus/docs/P1400000724/compare.Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. М.: Химия, 2001. 568 с.Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. М.: Химия, 2001. 568 с.Патент Республики Казахстан № 26884. Устройство разделения газовой смеси / Жаврин Ю.И., Косов В.Н., Красиков С.А., Федоренко О.В. // Промышленная собственность. 2013. Бюл. 12б. С. 129.Патент Республики Казахстан № 26884. Устройство разделения газовой смеси / Жаврин Ю.И., Косов В.Н., Красиков С.А., Федоренко О.В. // Промышленная собственность. 2013. Бюл. 12б. С. 129.Патент Республики Казахстан № 26885. Способ разделения газовой смеси / Жаврин Ю.И., Косов В.Н., Красиков С.А., Федоренко О.В. // Промышленная собственность. 2013. Бюл. 12б. С. 129-130.Патент Республики Казахстан № 26885. Способ разделения газовой смеси / Жаврин Ю.И., Косов В.Н., Красиков С.А., Федоренко О.В. // Промышленная собственность. 2013. Бюл. 12б. С. 129-130.Рыжков И. И. Термодиффузия в смесях: уравнения, симметрии, решения и их устойчивость. Новосибирск: СО РАН, 2013. 200 с.Рыжков И. И. Термодиффузия в смесях: уравнения, симметрии, решения и их устойчивость. Новосибирск: СО РАН, 2013. 200 с.Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача. Пер. с англ. М.: Химия, 1982. 695 с.Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача. Пер. с англ. М.: Химия, 1982. 695 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.