Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Динамика слоя структурированной фазы при перевозках застывающих жидкостей

Анализ результатов полученных решений по динамике толщины слоя при подогреве и остывании показал, что для обеспечения необходимой точности (погрешность расчета не превышала 0,5%) достаточно ограничится двумя уравнениями. Нелинейность температурного поля в слое обусловлена с одной стороны изменением граничных условий, а с другой – изменением толщины слоя в процессе остывания или подогрева. Наибольшее отклонение от линейности температурного поля в слое наблюдается при мгновенном изменении граничных условий на стенке или на границе слой-жидкость. А также для случая, когда тепловой поток на границе жидкость- слой равен нулю, т.е. tж = t*. С ростом К время стабилизации толщины слоя структурированной фазы увеличивается. Сопоставление решений системы уравнений (1)-(3) численным методом с аналитическим решением /2/ для линейного закона изменения температурного поля в слое при qж,0 = 0 показало, что при К ³ 2 различие между ними не превышает 2% . Численные решения для этого случая совпадают с точным решением /2/ и уточненным решением /3/. Таким образом, при наибольшей скорости изменения толщины слоя температурное поле в слое близко к линейному. С ростом К закон изменения температуры в слое стремится к линейному и при К = 5 и различие между ними не превышает 0,5%.

Если при постоянных граничных условиях толщина слоя структурированной фазы пропорциональна Fo1/2 ( граничные условия 1-го рода на стенке), а при граничных условиях 3-го рода близка к нему, то при изменяющихся во времени граничных условий закон изменения толщины слоя изменяется во времени (см. рис.1 и 2). В качестве примера, на рис.1 приведены результаты расчета толщины слоя в зависимости от числа К для процессов остывания и подогрева.


Сравнение результатов численного моделирования динамики слоя в процессе остывания с опытными данными показало хорошее согласование между ними (см. рис.2).


На основе полученных результатов текущую толщину слоя в безразмерном виде можно определить по уравнениям:

·      для граничных условий 3 рода:

h = d/dо = Вi воз = d×aвоз/l = ; (5)

·      для граничных условий 1 рода на стенке

 

Вiж = d×a /l = (t*tc )/ ( tж -t*). (6)

1 2 3 4