МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ ДВУХФАЗНОЙ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ СРЕДЫ В НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ В СЕПАРАТОРАХ С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ТАРЕЛКАМИ
Авторы:
1.
Казанский государственный аграрный университет
(Физика и математика, профессор)
2.
КГАСУ
3.
КГАСУ
Тип:
Статья
Страницы:
с 130
по 136
Статус:
Опубликован
Получено:
14.01.2026
Одобрено:
08.04.2026
Опубликовано:
05.05.2026
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, СЕПАРАТОРЫ С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ВСТАВКАМИ, НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИЕ ДВУХФАЗНЫЕ ТЕЧЕНИЯ, МЕТОД ПОВЕРХНОСТЕЙ РАВНЫХ РАСХОДОВ, ТРАЕКТОРИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, НЕНЬЮТОНОВСКИЕ СРЕДЫ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Аннотация:
Рассмотрено математическое моделирование процессов плоских и осесимметрических неизотермических течений и разделения неньютоновских двухфазных сред в сепараторах с криволинейными стенками. Приведен алгоритм численного расчета геометрических характеристик осесимметрического криволинейного канала. Уравнения сохранения массы, энергии и импульсов двухфазной среды, которые записаны в ортогональной системе координат, связанной с областью течения решаются методом поверхностей равных расходов. Эти уравнения упрощены с учетом особенностей течения и геометрии области течения для произвольной системы координат, которые далее уточняются с учетом коэффициентов Ляме для конкретной области. В результате определено поле скоростей для несущей фазы. Далее по уравнениям движения дисперсной фазы вычислены скорости частиц с учетом соответствующих сил межфазного взаимодействия фаз для неньютоновской двухфазной среды. Вычислены траектории движения частиц в межтарелочном пространстве сепаратора, которые позволяют установить гидродинамическую обстановку в зазоре тарелок сепаратора в зависимости от его режимов работы. Для этого построен алгоритм расчета осаждения дисперсных частиц с учетом переменности длины пути осаждения и направления действия центробежной силы относительно стенок криволинейного канала. Численные расчеты проведены с учетом изменения эффективной вязкости среды от температуры, наличия гидродинамического и теплового начальных участков неизотермического течения при различных свойствах среды и частиц. Проведен вычислительный эксперимент по изучению различных режимов неизотермического течения и процесса разделения двухфазной среды, что позволяет определить эффективные режимы работы сепаратора.
Рассмотрено математическое моделирование процессов плоских и осесимметрических неизотермических течений и разделения неньютоновских двухфазных сред в сепараторах с криволинейными стенками. Приведен алгоритм численного расчета геометрических характеристик осесимметрического криволинейного канала. Уравнения сохранения массы, энергии и импульсов двухфазной среды, которые записаны в ортогональной системе координат, связанной с областью течения решаются методом поверхностей равных расходов. Эти уравнения упрощены с учетом особенностей течения и геометрии области течения для произвольной системы координат, которые далее уточняются с учетом коэффициентов Ляме для конкретной области. В результате определено поле скоростей для несущей фазы. Далее по уравнениям движения дисперсной фазы вычислены скорости частиц с учетом соответствующих сил межфазного взаимодействия фаз для неньютоновской двухфазной среды. Вычислены траектории движения частиц в межтарелочном пространстве сепаратора, которые позволяют установить гидродинамическую обстановку в зазоре тарелок сепаратора в зависимости от его режимов работы. Для этого построен алгоритм расчета осаждения дисперсных частиц с учетом переменности длины пути осаждения и направления действия центробежной силы относительно стенок криволинейного канала. Численные расчеты проведены с учетом изменения эффективной вязкости среды от температуры, наличия гидродинамического и теплового начальных участков неизотермического течения при различных свойствах среды и частиц. Проведен вычислительный эксперимент по изучению различных режимов неизотермического течения и процесса разделения двухфазной среды, что позволяет определить эффективные режимы работы сепаратора.
Ключевые слова:
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, СЕПАРАТОРЫ С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ВСТАВКАМИ, НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИЕ ДВУХФАЗНЫЕ ТЕЧЕНИЯ, МЕТОД ПОВЕРХНОСТЕЙ РАВНЫХ РАСХОДОВ, ТРАЕКТОРИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, НЕНЬЮТОНОВСКИЕ СРЕДЫ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, СЕПАРАТОРЫ С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ВСТАВКАМИ, НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИЕ ДВУХФАЗНЫЕ ТЕЧЕНИЯ, МЕТОД ПОВЕРХНОСТЕЙ РАВНЫХ РАСХОДОВ, ТРАЕКТОРИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, НЕНЬЮТОНОВСКИЕ СРЕДЫ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
