Новосибирск, Россия, 30 мая – 4 июня 2011 г.

Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Чумаков Ю.А.   Князева А.Г.  

Разложение полимера в окрестности частицы твердого катализатора с учетом теплового расширения

Докладчик: Чумаков Ю.А.

     Термическое разложение углеводородов представляет собой сложный процесс, который можно представить как ряд протекающих последовательно и параллельно химических реакций с образованием большого числа продуктов. Энергетические характеристики реакций определяют направления и максимальную равновесную степень превращения по ним исходных веществ.
      В работе исследуется модель разложения углеводорода в окрестности одиночной частицы, нагреваемой СВЧ излучением, с учетом явлений теплового расширения, (приводящего к течению вещества), образования газовой полости в окрестности частицы и ее схлопывания.
      Полагаем, что частицы, находящиеся в объеме реагента (гекскадекана), получают некоторое количество энергии от СВЧ излучения, а реагент оказывается для него прозрачным. Так как теплопроводность реагента чрезвычайно низкая, инициирование реакции в окрестности каждой из частиц происходит независимо от других частиц.
      Математическая постановка задачи включает уравнения теплопроводности для частицы и реагента, уравнение для концентрации суммарного продукта реакции в окрестности частицы, уравнение движения с учетом сил вязкости. В первом приближение полагаем, что плотность реагента обратно пропорциональна температуре. «Появлению и схлопыванию» газовой полости будут соответствовать значительные локальные изменения плотности.
      Задача является симметричной, все величины зависят только от радиальной координаты. В центре частицы выполняется условие симметрии, а на границе расчетной области – условие отсутствия источников и стоков тепла и массы.
      Исследование показало, что большое влияние на распределение плотности реагента (и как следствие схлопывание газовой полости) оказывает коэффициент теплового расширения реагента, чем выше его значение, тем сильнее падает плотность реагента в окрестности частицы.

Работа выполнена при поддержке Президиума РАН (проект 19.2), Президиума СО РАН (заказной интеграционный проект №5, 2009-2011) и гранта Президента РФ для поддержки Ведущих научных школ НШ-3156.2010.3.

Файл тезисов: Chumakov Yu Nov rus+eng.doc
Файл с полным текстом: Chumakov Yu_tesis.rar


К списку докладов
© 1996-2017, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск