Взаимодействие частиц в суспензии

  • автор:
  • специальность ВАК РФ: 01.02.05
  • научная степень: Докторская
  • год, место защиты: 2000, Саранск
  • количество страниц: 135 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • стоимость: 240,00 руб.
  • нашли дешевле: сделаем скидку
  • формат: PDF + TXT (текстовый слой)
pdftxt

действует скидка от количества
2 диссертации по 223 руб.
3, 4 диссертации по 216 руб.
5, 6 диссертаций по 204 руб.
7 и более диссертаций по 192 руб.
Титульный лист Взаимодействие частиц в суспензии
Оглавление Взаимодействие частиц в суспензии
Содержание Взаимодействие частиц в суспензии
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления
Содержание.
Введение
Глава 1. Гидродинамическое взаимодействие частиц.
1.1 Постановка задачи
1.2 Задача а
1.3 Задача /3
1.4 Взаимодействие двух сфер
произвольного радиуса
1.5 Взаимодействие трех сфер
1.6 Взаимодействие частиц в течении
с параболическим профилем скорости
1.7 Взаимодействие жидких частиц
Глава 2. Динамика гидродинамически
взаимодействующих частиц.
2.1 Силы и моменты, действующие на две взаимодействующие сферы
2.2 Силы и моменты, действующие на три взаимодействующие сферы
2.3 Линейные и угловые скорости сфер
Глава 3. Коагуляция частиц в движущейся жидкости.
3.1 Кинетика коагуляции
3.2 Деформация и разрушение агрегатов
в вязкой жидкости
3.3 Вычисление коэффициентов в
кинетических уравнениях
Глава 4. Реология суспензии.
4.1 Тензор напряжения и эффективная вязкость суспензии с учетом гидродинамического
взаимодействия частиц
4.2 Влияние образования и разрушения агрегатов
на вязкость суспензии
4.3 Влияние сил взаимодействия частиц
на вязкость суспензии
Заключение
Приложение
Список литературы

Введение.
Диссертация посвящена исследованию взаимодействия частиц в суспензии и влиянию этого взаимодействия на реологические свойства суспензии. Актуальность проблемы связана как с использованием таких дисперсных сред в различных технологиях, например нефтяной и химической, так и с широким распространением таких сред в природных явлениях. В последние годы интенсивно развиваются методы численного моделирования взаимодействия частиц в суспензии [16, 17, 23, 24, 37, 70], однако получение аналитических результатов в этой области по прежнему остается актуальной задачей, так как это позволяет исследовать фундаментальные процессы, имеющие место в суспензии, и служит основой для дальнейшего развития численных методов, что отмечалось в работе [16]. В диссертации взаимодействие частиц в суспензии исследовалось аналитическими методами.
Как известно, в суспензии существует два принципиально разных механизма взаимодействия частиц. Первый механизм связан с силами, непосредственно действующими между частицами. Примером таких сил могут служить электрические силы, обусловленные наличием зарядов на частицах. Взаимодействию частиц в суспензии посредством различного рода сил посвящены многочисленные работы [2, 34, 41, 67, 69, 71, 76]. Такое взаимодействие представляет интерес при исследовании столкновений и миграции частиц в жидкости. В результате действия сил притяжения между частицами возможна коагуляция с образованием более крупных агрегатов, с последующим выпадением их в осадок или образованием структуры в суспензии. Изменение агрегативного состояния диспергированной фазы существенно влияет на реологические свойства суспензии [1, 39, 45, 75], что важно для практических приложений. Поэтому рассмотренное в диссертации влияние образования и распада агрегатов на эффективную вязкость суспензии представляет значительный практический интерес.
Второй механизм связан с гидродинамическим взаимодействием частиц в суспензии. Распределение скорости и давления жидкости вблизи какой-либо частицы зависит от расположения других частиц, если только они не находятся очень далеко. Соответствен-

но, имеется влияние на распределение напряжений в жидкости у поверхности какой-либо частицы и, следовательно, на ее поступательное и вращательное движения. В случае частиц, на которые не действуют силы и моменты, гидродинамическое взаимодействие имеет место, если суспензия движется как целое. Гидродинамическое взаимодействие частиц влияет на все процессы, происходящие в суспензии, и сказывается на ее реологических свойствах [7-14, 18, 31, 32, 36, 48, 56-58, 64-66]. Как известно [9], учет гидродинамического взаимодействие двух частиц дает вклад порядка второй степени по объемной концентрации в выражение для эффективной вязкости суспензии. Однако применимость полученных теоретических результатов, как отмечалось в работе [54], ограничивается суспензиями с объемной концентрацией частиц порядка 20%, что недостаточно для практики. Увеличение точности теоретических выражений по объемной концентрации частиц связано с учетом гидродинамического взаимодействия трех, четырех и большего числа частиц. Основная трудность при этом заключается в отсутствии эффективных аналитических методов решения подобных задач. В диссертации предлагается аналитический метод решения задачи о гидродинамическом взаимодействии двух, трех и большего числа частиц.
Если большое число частиц в жидкости расположены случайным образом и среднее расстояние между двумя ближайшими частицами велико по сравнению с их размерами, то наиболее важными гидродинамическими взаимодействиями будут взаимодействия между парами частиц, оказавшимися близко одна от другой, поскольку группы из трех и более близко расположенных частиц встречаются еще реже. Вот почему имеет особое значение рассмотрение гидродинамического взаимодействия двух частиц, одиночных в большом объеме жидкости.
В первой главе диссертации рассматривается задача о гидродинамическом взаимодействии двух сферических частиц в вязкой, несжимаемой жидкости, скорость которой на бесконечности есть линейная функция координат. Во многих работах при исследовании течений при малых числах Рейнольдса, в которых фигурируют две жесткие сферы или жесткая сфера и плоская жесткая граница (фактически вторя сфера бесконечного радиуса), предполага-

+г)Еіпг?г%(6ікг? + + 8зкгв)УСл.
Для тензора Вфі выпишем комбинации, получающиеся при свертке тензора с мультиполем третьего порядка 1«. Для случая двух частиц эта процедура дает:
ЗІWT|eVjІ-іцк "~Ь 3(у4.уГ& -Ь -Л-кТі) 11'/к (1.5.2)
Здесь скаляр ¥ пропорционален рЕг3гк а тензор А3- Для
случая трех сфер необходимо записать все возможные комбинации с векторами гА, гв. Получим
УАгк = = г)ЕаігАгАгАгАМАА + г]Еа1гвгвгвгвМлв + Л-гіЕлгаггвгі Мае + г)Е3ігвгв гАгкМА1) + +г]Еа1ггАгвг£МАС + г]Еа1гвг?гАг%МАК + +г]Е3іГАг?гАгАМАМ + г)ЕаігАгвгвгвМАК + +г]Ез1гаг?г?г£мар, ААгк + Ааг3 = = г,Еы{гАгА Ааа + тагвАае) + г]Е:ц(гагаАаа + +гагвАае) + г,Ек1(гвгАААВ + гв гв Ало) + +'ПЕц{г?гААав + гвгвАло).
Выражения для тензорных коэффициентов, обозначенных буквами В и С, получаются из приведенных выше выражений простой заменой первой буквы А в индексах скалярных функций на соответствующий символ.
1.Невзаимодействующие сферы.
Для невзаимодействующих сфер получим следующие равенства:
>™3 п5
т?А _ т?в _ трС _ 0а ПА — пв — пс -— о — в а — £-> Ч?о — Ч?о — Чо —
2.Взаимодействие порядка [а/г)2.

Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления

Рекомендуемые диссертации данного раздела