ИССЛЕДОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ В БИНАРНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ ПРИ НАЛИЧИИ КОНВЕКТИВНЫХ ТЕЧЕНИЙ

Аннотация

Данная статья посвящена исследованию концентрационных полей в бинарных газовых смесях при наличии конвективных течений, а также анализу механической неустойчивости этих смесей при различных давлениях. Проведен численный анализ процессов массапереноса, включая выявление критических условий, при которых происходит переход системы от молекулярной диффузии к конвективному массапереносу. Для моделирования динамики бинарных газовых смесей использован программный комплекс ANSYS Fluent, что позволило детализированно исследовать кинетические особенности механической неустойчивости, а также установить границы устойчивости механического равновесия. Как показала исследования, что при увеличении давления наблюдается значительное изменение концентрационных полей компонентов смеси, сопровождающееся формированием направленных конвективных потоков. Полученные численные результаты обладают высокой степенью совпадении, что подтверждает адекватность предложенной модели. Выявленные закономерности перехода от диффузионного режима к конвективному имеют важное значение как для фундаментальных исследований в области гидродинамики, так и для прикладных задач, включая моделирование атмосферных процессов, анализ газовых сред в замкнутых объемах и разработку технологий, использующих явления естественной конвекции.