Волны малой амплитуды в дисперсных системах

Для смеси жидкости с парогазовыми пузырьками при наличии диффузионного массообмена рассчитаны и представлены зависимости фазовой скорости и коэффициента затухания от частоты.

Основные результаты и выводы:

1. Представлены замкнутые системы линейных интегро-дифференциальных уравнений движения для моно- и полидисперсных парогазокапельных сред и для смеси жидкости с парогазовыми пузырьками с учетом диффузионного массообмена в случаях осевой и центральной симметрии. Из условия существования у записанных систем уравнений решений в виде возмущений для потенциалов скоростей фаз выведены общие дисперсионные соотношения, определяющие распространение сферических и цилиндрических возмущений в моно- и полидисперсных газовзвесях и в смесях жидкости с пузырьками пара и газа. Для длинноволновых возмущений в монодисперсных газовзвесях получено волновое уравнение, которое совпадает в плоском случае с известным волновым уравнением.
2. Для сферических и цилиндрических случаев изучена эволюция линейных импульсных возмущений разной начальной формы в полидисперсных смесях воздуха с паром и каплями воды с учетом фазовых превращений. Установлено, что небольшое изменение радиуса возмущающей поверхности достаточно сильно влияет на затухание сферических и цилиндрических волн в полидисперсных взвесях. Уменьшение радиуса возмущающей поверхности приводит к увеличению затухания импульсного возмущения в указанных случаях, что связано с изменением начальной площади поверхности волны. Дан сравнительный анализ решений для плоского, сферического и цилиндрического случаев. Эволюция акустических возмущений давления в парогазокапельных системах существенно зависит от геометрии процесса, что обуславливает существенно более сильное затухание импульсного возмущения в сферическом случае по сравнению с цилиндрическим и плоским случаем.
3. Исследована эволюция импульсных возмущений давления в смесях жидкости с парогазовыми и газовыми пузырьками. Проанализировано влияние начального объемного содержания пузырьков и начального радиуса пузырьков. Показана немонотонная зависимость затухания импульсного возмущения давления от начального радиуса пузырьков в пузырьковых жидкостях с учетом и без учета диффузионного массобмена.
4. Для акустических возмущений в цилиндрическом случае, как в парогазокапельных системах, так и в пузырьковых жидкостях справедлива оценка, согласно которой величина амплитуды возмущения импульса давления обратно пропорциональна квадратному корню от расстояния до места инициирования импульса.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Никифоров А.А. Динамика сферических и цилиндрических волн малой амплитуды в полидисперсных газовзвесях [Текст] / Д.А. Губайдуллин, С.А. Лаптев, А.А. Никифоров // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. – 2000. – Т. 5-6. – С. 17-24.
2. Никифоров А.А. Малые возмущения разной геометрии в полидисперсных парогазокапельных смесях с фазовыми переходами. [Текст] / Д.А. Губайдуллин, С.А. Лаптев, А.А. Никифоров // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. – 2001. – Т.9-10. – С.26-33.
3. Никифоров А.А. Акустические возмущения разной геометрии в смеси жидкости с пузырьками нерастворимого газа [Текст] / Д.А. Губайдуллин, А.А. Никифоров // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. – 2005. – Т.1-2. – С.3-10.
4. Никифоров А.А. Слабые волны разной геометрии в смеси жидкости с пузырьками пара и газа [Текст] / Д.А. Губайдуллин, А.А. Никифоров // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. – 2006. – Т.9-10. – С.15-21.
5. Никифоров А.А. Динамика смесей жидкости с пузырьками нерастворимого газа. Сравнение теории с экспериментом [Текст] / Д.А. Губайдуллин, А.А. Никифоров // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. – 2007. – Т.1-2. – С.3-7.

Публикации в научных сборниках:

6. Никифоров А.А. Слабые волны разной геометрии в полидисперсных туманах с фазовыми превращениями. [Текст] / Д.А. Губайдуллин, С.А. Лаптев, А.А. Никифоров // Актуальные проблемы механики сплошной среды. К 10-летию ИММ КазНЦ РАН. – Казань: Ин-т механики и машиностроения КазНЦ РАН, 2001. – С. 60-68.
7. Никифоров А.А. Малые возмущения в полидисперсных смесях газа с паром и каплями жидкости в сферическом и цилиндрическом случаях. [Текст] / Д.А. Губайдуллин, А.А. Никифоров // Динамика газовых пузырьков и аэрозолей. – Казань: Институт механики и машиностроения КазНЦ РАН, 2003. – С.261-286.
8. Никифоров А.А. Линейные волны разной геометрии в двухфазных смесях жидкости с пузырьками газа [Текст] / Д.А. Губайдуллин, А.А. Никифоров // Актуальные проблемы механики сплошной среды. К 70-летию чл.-корр. РАН М.А. Ильгамова. – Казань: Институт механики и машиностроения КазНЦ РАН, 2004. – С.36-45.
9. Никифоров А.А. Акустические возмущения в смеси жидкости с пузырьками пара и газа. Сравнение теории с экспериментом [Текст] / Д.А. Губайдуллин, А.А. Никифоров // Актуальные проблемы механики сплошной среды. К 15-летию ИММ КазНЦ РАН. Казань: Изд-во КГУ, 2006. – С. 61-71.

Публикации в трудах международных конференций:

10. Никифоров А.А. Распространение плоских, сферических и цилиндрических возмущений малой амплитуды в полидисперсных парогазокапельных смесях [Текст] / Д.А. Губайдуллин, С.А. Лаптев, А.А. Никифоров // Труды II Международного симпоз. “Актуальные проблемы механики сплошных и сыпучих сред”. – Москва: НАПН, 1999. – С.50.
11. Никифоров А.А. Плоские, сферические и цилиндрические волны малой амплитуды в полидисперсных парогазокапельных системах [Текст] / Д.А. Губайдуллин, С.А. Лаптев, А.А. Никифоров // Материалы III Международной научной школы-семинара “Импульсные процессы в механике сплошных сред”. – Николаев (Украина), 1999. – С.26-27.
12. Никифоров А.А. Линейные волны разной геометрии в дисперсных средах [Текст] / Д.А. Губайдуллин, А.А. Никифоров // Труды Матем. центра им. Н.И. Лобачевского. Т.27. Модели механики сплошной среды. Материалы XVII сессии Межд. школы по моделям механики сплошной среды, Казань, 4 – 10 июля 2004г. – Казань: Изд-во Казан. матем. об-ва, 2004. – С. 96-102.

Публикации в трудах всероссийских конференций:

13. Никифоров А.А. Распространение сферических и цилиндрических волн малой амплитуды в газовзвесях [Текст] / Д.А. Губайдуллин, С.А. Лаптев, А.А. Никифоров // Труды Школы–семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова “Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении”. – Казань, 1999. – С.153-154.
14. Никифоров А.А. Эволюция сферических и цилиндрических волн малой амплитуды в газовзвесях [Текст] / Д.А. Губайдуллин, С.А. Лаптев, А.А. Никифоров // Труды Школы–семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова “Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении”. – Казань, 2000. – С. 43-45.
15. Никифоров А.А. Динамика сферических и цилиндрических волн малой амплитуды в газовзвесях. [Текст] // Труды Школы–семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова “Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении”. – Казань, 2002. – С.65-66.
16. Никифоров А.А. Распространение акустических возмущений в смеси жидкости с пузырьками газа при учете межфазного теплообмена [Текст] // Труды V Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова. – Казань, 2006. – С.133-135.