ДИФФУЗИЯ И ОСАЖДЕНИЕ БРОУНОВСКИХ ЧАСТИЦ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ ПРИ ОБТЕКАНИИ ПРОНИЦАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОТОКОМ ДИСПЕРСНОЙ СМЕСИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияние массообмена (из-за вдува или отсоса жидкости) с поверхностью, обтекаемой дисперсным потоком, на процессы диффузии и осаждения броуновских частиц в пограничном слое. Приведеныуравнения движенияи диффузиидисперснойсмеси вприближении пограничного слоя с учетом зависимости эффективной вязкости суспензии от объемного содержания частиц. Сформулирована краевая задача в автомодельных переменных с учетом скорости отсоса (вдува) жидкости на проницаемой поверхности. Проведен анализ уравнения диффузии при малых и больших числах Шмидта и найдены аппроксимации его решений в этих предельных случаях. В частности, показано, что в пределе при неограниченном росте числа Шмидта производная по независимой автомодельной переменной от концентрации частиц в пограничном слое стремится к дельтафункции Дирака. На примере пограничного слоя на пластине обсуждаются результаты численного решения поставленной краевой задачи при разных значениях определяющих параметров. Обнаружено, что при наличии вдува существует некоторое характерное значение числа Шмидта (зависящее от интенсивности вдува), с превышением которого в пограничном слое возникает область, свободная от частиц. Изучено влияние интенсивности вдува на размеры этой области. Проанализированы зависимости диффузионного потока частиц к поверхности пластины от числа Шмидта в случаях наличия и отсутствия вдува (отсоса).

Об авторах

Т. Р. Аманбаев

Южно-Казахстанский университет им. М. Ауэзова

Email: tulegen_amanbaev@mail.ru
Шымкент, Казахстан

Список литературы

  1. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. 1. М.: Наука, 1987. 464 с.
  2. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. 2. М.: Наука, 1987. 360 с.
  3. Осипцов А.Н. О структуре ламинарного пограничного слоя дисперсной смеси на плоской пластине // Изв. АН СССР. МЖГ. 1980. № 4. С. 48–54.
  4. Голубкина И.В., Осипцов А.Н. Влияние примеси неиспаряющихся капель на структуру течения и температуру адиабатической стенки в сжимаемом двухфазном пограничном слое // Изв. РАН. МЖГ. 2019. № 3. С. 58–69.
  5. Гришин А.М., Забарин В.И. Двухфазный пограничный слой с несжимаемой несущей фазой на пластине при вдуве и отсосе газа с поверхности // ПМТФ. 1987. № 5. С. 54–61.
  6. Бардаханов С.П., Новопашин С.А., Серебрякова М.А. Исследование теплопроводности наножидкостей на основе наночастиц оксида алюминия // Наносистемы: физ., хим., математика. 2012. Т. 3. № 1. С. 27–33.
  7. Buongiorno J. Convective transport in nanofluids // J. Heat Transfer. 2006. V. 128. № 3. P. 240–250. https://doi.org/10.1115/1.2150834
  8. Bhatti A., Mustafa M., Rafiq T. Falkner-Skan flow of nanofluid past a static wedge with partial slip conditions using different models // International Communications in Heat and Mass Transfer. V. 129, December 2021, 105690. https://doi.org/doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer
  9. Liu J.T.C., Fuller M.E., Wu K.L., Czulak A., Kithes A.G. Felten C.J. Nanofluid flow and heat transfer in boundary layers at small nanoparticle volume fraction: Zero nanoparticle flux at solid wall // Archives of Mechanics. 2017. V. 69. № 1. P. 75–100.
  10. Аманбаев Т.Р. Моделирование и расчет течений наножидкости в пограничном слое // Журнал технической физики. 2018. Т. 88. № 11. С. 1635–1641. https://doi.org/10.21883/JTF.2018.11.46623.2567
  11. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Ч. 1. М.: Наука, 1983. 528 с.
  12. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. VI. Гидродинамика. М.: Наука, 1988. 736 с.
  13. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987. 840 с.
  14. Schlichting H. Boundary Layer Theory. NY.: McGraw-Hill, 1968. 768 p.
  15. Лойцянский Л.Г. Ламинарный пограничный слой. М.: Физматгиз, 1962. 479 с.
  16. Schlichting H., Bussmann K. Exakte Losungen fur die laminare reibungsschicht mit absaugung und ausblasen. Schriften der dt. Akad. der Luftfahrtforschung. 1943. Ser. B. 7. № 2. P. 25–69.
  17. Авдуевский В.С., Оброскова Е.И. Исследование ламинарного пограничного слоя на пористой пластине с учетом теплои массообмена // Изв. АН СССР. Сер. Механика и машиностроение. 1960. № 4. С. 52–59.
  18. Бурдэ Г.И. Об одном классе решений уравнений пограничного слоя // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 1990. № 2. С. 45–51.
  19. Ракитский Ю.В., Устинов С.М., Черноруцкий И.Г. Численные методы решения жестких систем. М.: Наука, 1979. 208 с.
  20. Гельфанд И.М., Шилов Г.Е. Обобщенные функции и действия над ними. Изд. 2-е. М.: Физматгиз, 1959. 243 с.
  21. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука, 1989. 457 с.
  22. Аманбаев Т.Р. Особенности поперечного течения в ламинарном пограничном слое на проницаемой поверхности // Журнал СО РАН. Прикладная механика и техническая физика. 2023. № 4. С. 55–66. https://doi.org/10.15372/PMTF202215183

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025