ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СТРУКТУРИРОВАННЫХ ТЕЧЕНИЙ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ КОНЦЕНТРАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИЕЙ В ТРЁХКОМПОНЕНТНЫХ ГАЗОВЫХ СИСТЕМАХ

Аннотация

Диффузия в многокомпонентных газах характеризуется рядом особенностей, которые не наблюдаются при бинарной диффузии. Анализ проведённых исследований показывает, что в некоторых системах с существенно различающимися коэффициентами диффузии при определённых геометрических и теплофизических параметрах может возникать конвективная неустойчивость. Проведённый анализ устойчивости позволяет определить диапазоны параметров, при которых возможен переход от диффузионного режима к конвективному. Однако данный подход не позволяет в полной мере исследовать динамику процесса. Поэтому в данной работе рассматривается возникновение конвективных течений в трёхкомпонентных системах, их эволюция, а также оценка влияния начального состава смеси на появление концентрационной гравитационной конвекции. В работе представлена математическая модель, описывающая формирование конвективных потоков и основанная на классификационной схеме по физическим параметрам. Получены данные о полях концентрации газового компонента с наибольшей молекулярной массой в различные моменты времени. На основе полученных результатов показано, что изменение изоконцентрационных линий диффундирующих компонентов может быть связано с неустойчивостью механического равновесия системы, и степень данного искривления зависит от начальных концентраций компонентов смеси, при этом такие явления хорошо согласуются с экспериментальными наблюдениями.