Термофоретичне осадження рідких частинок турбулентного газового потоку - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ТЕХНІЧНОЇ ТЕПЛОФІЗИКИ Спеціальність 05.14.06 "Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика"Науковий керівник: Член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук Басок Борис Іванович, Інститут технічної теплофізики НАН України, заступник директора з наукової роботи. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, провідний науковий співробітник Нікітенко Микола Іванович, Інститут технічної теплофізики НАН України. кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Дубровський Віталій Володимирович, Інститут загальної енергетики НАН України. Провідна установа: Інститут Газу НАН України.Захист відбудеться “27 березня ”2007 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.224.01 при Інституті технічної теплофізики Національної академії наук за адресою: 03057, м.На сьогоднішній день спостерігається підвищений інтерес до вивчення дисперсних двофазних газових середовищ. Робочі тіла теплових двигунів, що працюють як за газовим, так і за паровим циклами, по суті є дисперсними двофазними газовими середовищами. Тема дисертаційної роботи відповідає програмам і планам виконання фундаментальних науково-дослідницьких робіт “Дослідження та інтенсифікація процесів турбо-і термофоретичного переносу дисперсної фази при очищенні та розділенні робочих двофазних середовищ” (№ держ. реєстрації 0103U001794); “Вивчення теплофізичних та гідродинамічних основ дискретно-імпульсного введення енергії з метою створення нанотехнологічних процесів” (0102U002197); “Нестійкість та гідродинаміка одно-та двофазних течій процесів ДІВЕ (0105U006230) у яких автор виступав виконавцем окремих розділів. Дослідження процесів очищення дисперсних двофазних середовищ проводилося теоретичними методами - шляхом створення нової теплофізичної моделі і розрахунками по ній, та експериментальними - голографічною інтерферометрією, оптичними вимірюваннями дисперсності та концентрації фаз, дослідженнями на стендах типу аеродинамічної труби. Теоретично та експериментально досліджено характеристики дисперсного двофазного газового потоку у неізотермічних гладких циліндричному й плоскому каналах, отримано розподіл швидкості, тиску, кінетичної енергії турбулентності, полів температур і виконано розрахунок осадження частинок в інтервалах: перепаду температур (20…80 ОС), швидкостей (1…25 м/с), висот циліндричного та плоского каналів (5…30 мм) при концентрації дисперсної фази до 100 мг/м3 із середнім діаметром частинок 1...3 мкм.Уперше для розрахунків процесів осадження частинок у неізотермічних турбулентних дисперсних двофазних газових середовищах застосовано теплофізичну модель, що складається з рівнянь: нерозривності, Навє-Стокса, напружень Рейнольдса, збереження енергії, а також рівняння баланса сил при русі частки. Динаміка руху частинок визначається рівнянням де Fi - сили, що впливають на частинку (сила інерції, опору, турбофореза, термофореза, дифузіофореза). Розподіл кінетичної енергії турбулентності для гладкого циліндричного каналу показав, що зі збільшенням швидкості кінетична енергія турбулентності зростає в значно більшій мірі ніж сама швидкість. Найбільший вплив перепаду температур (сил термофорезу) на рух та осадження частинок дисперсної фази спостерігається при малих швидкостях (рис. Аналіз впливу неізотермічності на гідродинамічні характеристики потоку в сітковому гофрованому коагуляторі показав, що розподіл основних гідродинамічних характеристик потоку - швидкості, інтенсивності турбулентності, кінетичної енергії турбулентності, статичного тиску - практично однакові для інтервалу перепаду температур 0…80 ОС та швидкості потоку 0,5…7,0 м/с.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ