Т. 327, № 4

Математическое описание неизотермических фильтрационных течений бинарной газовой смеси

Построение математических моделей течений неоднородных (многокомпонентных, многофазных) сред требует создания адекватного описания процессов переноса. При традиционных постановках задач процессов природного и техногенного характера, к которым относятся задачи атмосферных явлений, моделирования технологических установок и биологических систем, возникает необходимость учета многих особенностей, обусловленных присутствием примесной фазы, особенно с достаточно высокой концентрацией примесного компонента. Объем выбросов автотранспортных средств, негативно сказывающихся на состоянии атмосферы, напрямую зависит от качества производимых систем фильтрации и эффективности их работы, что объясняет крайнюю необходимость изучения процессов нейтрализации опасных газовых смесей. Исследование таких систем затрагивает фундаментальные аспекты реологии и описания систем при наличии крупномасштабных (обусловленных наличием несущей среды) межчастичных корреляций. Актуальность работы обусловлена необходимостью решения одной из глобальных экологических проблем, в частности загрязнения воздуха вредными выбросами автотранспорта. Особое место в решении этой проблемы отводится системам нейтрализации, позволяющим снизить токсичность выхлопных газов автомобиля, и тем самым повысить его экологичность. Объект исследований - процессы фильтрации бинарной газовой смеси выхлопных газов в бензиновых двигателях внутреннего сгорания в неизотермических условиях через фильтроэлемент, полученный с использованием самораспространяющегося высоко-температурного синтеза на основе карбида титана. Метод исследования: микроскопический (молекулярно-кинетический) подход к реализации математической модели фильтрации двухкомпонентной смеси через пористую матрицу. Результаты. Предложена математическая модель фильтрации двухкомпонентной газовой смеси в неизотермических условиях, получена длина фильтроэлемента, газодинамические коэффициенты (коэффициенты кнудсеновской и взаимной диффузии, вязкость) для численной реализации модели.

Ключевые слова:

электронный ресурс, фильтрация, бинарные смеси, газовые смеси, модели, химические реакции, время, протекание, реагирующие вещества, концентрация, энергия активации, смеси, компоненты, кнудсеновская диффузия, коэффициенты, высокотемпературный синтез,

Авторы:

Семенов Борис Васильевич

Шумкина Мария Валерьевна

Лапик Наталья Владиславовна

Попова Надежда Владимировна

Скачать PDF