La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

SIMULATION DE TRANSFERT CONJUGUE DE CHALEUR ET DE MASSE AVEC CRISTALLISATION Andrei Ja. GORBATCHEVSKI lUniversité dEtat à Moscou.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "SIMULATION DE TRANSFERT CONJUGUE DE CHALEUR ET DE MASSE AVEC CRISTALLISATION Andrei Ja. GORBATCHEVSKI lUniversité dEtat à Moscou."— Transcription de la présentation:

1 SIMULATION DE TRANSFERT CONJUGUE DE CHALEUR ET DE MASSE AVEC CRISTALLISATION Andrei Ja. GORBATCHEVSKI lUniversité dEtat à Moscou

2 TRANSFERT DE CHALEUR ET DE MASSE où t – temps, x 1,x 2 – coordonnées, v 1,v 2 – composantes de vitesse, et – viscosité dynamique et conductivité thermique, p – pression, Re, Pr, Gr - nombres adimensionnés de Reynolds, de Prandtl et de Grashof

3 CRISTALLISATION, Équation Focker - Planck Vitesse de croissance des cristaux La condition sur la frontière de gauche dépend de lintensité de nucléation : où et m – constante de vitesse et ordre de la réaction de nucléation homogène, A imp - nombre de centres de nucléation sur impuretés, C - dissolubilité des cristaux. La dissolubilité dun cristal de taille L est donnée par Fonction de distribution de taille des cristaux

4 CHIMIE DES REACTIONS HOMOGÈNES où i et A i – les paramètres du composant « i » en solution. Réactions chimiques

5 TRANSFERT DE CHALEUR ET DE MASSE DANS UN MILIEU POREUX

6 Concentration С 1 selon X. Concentration С 3 Masse de phase solide Porosité Diffusion en contresens des réactifs D 1 =D 2, T 1 =T 2.

7 Coefficients de diffusion D 2 =0.2D 1, T 1 =T 2 Masse de phase solidePorosité

8 Gradient de température Т(0)=1, Т(1) =0.2 Concentration С 1 Concentration С 3 Constante de vitesse 1 Porosité

9 Fonction de distribution de taille des particules (L,x)

10 constante de vitesse de la réaction de nucléation homogène = 0.4 Concentration С 1 Concentration С 2 PorositéMassé Concentration С 3

11 D 2 =0.2D 1 Massé et Porosité Concentration С 1 et C2 1 t = , 2 t = , 3 t = 0.225, 4 t = , 5 t = 0.36, 6 t = , 7 t = 0.405, 8 t = , 9 t = Concentration С 1 et C2 = 0.3 D 2 =0.2D 1 = 0.2

12 Образование полых твердых микрочастиц при взаимодействии газа с движущимся веществом, содержащимся в переносимых воздушным потоком микрокаплях раствора. Бердоносов С.С., Кабанов И.А., Бердоносова Д.Г., Мелихов И.В., Бузин О.И., Веремеева О.А. Коллоидный журнал. 2001, Т. 63, 1, с Численное исследование моделей образования полых сферических частиц. Горбачевский А.Я Мароко А.Ю Баронов С. Б., Бердоносов С.С. Мелихов И.В. Тезисы докладов XI Международной конференции по вычислительной механике и современным программным системам (ВМСППС2001) 2- 6 июля 2001 Москва. С. 144 – 147. Численное исследование моделей образования полых сферических частиц при испарении растворителя. ГорбачевскийА.Я., Мароко А.Ю., Берегалов А., Баронов С. Б., Бердоносов С.С. Сборник трудов 14 Международной научной конференции Математические методы в технике и технологиях Смоленск, Т. 3, с EXPÉRIENCE PHYSIQUE ET MODÉLISATION DE CROISSANCE DE PARTICULES SPHÉRIQUES CREUSES

13 MODÈLE MATHÉMATIQUE DE CROISSANCE DE PARTICULES SPHÉRIQUES CREUSES.

14 Transfert de chaleur et de masse f 1 v 1 et f 2 v 2 – termes relatifs au milieu poreux (zone cristalline) où t – temps, x 1,x 2 – coordonnées, v 1,v 2 – composantes de vitesse, et – viscosité dynamique et conductivité thermique, p – pression, Re, Pr, Gr - nombres adimensionnés de Reynolds, de Prandtl et de Grashof

15 Paramètre de chevauchement des cristaux q ou où b 0 - épaisseur de couche élémentaire, J i – fréquence de nucléation de couches sur la face i, S i – aire sur laquelle les couches se forment, f i – vitesse de développement daire.

16 Croissance des dépôts amorphes sur la paroi dun canal Nucléation et vitesse de croissance sur la surface pariétale Fonction de distribution de tailles des cristaux

17 Configuration géométrique du canal et profils des dépôts Contours de concentration constante à t=0.06 Configuration géométrique de la frontière de dépôt

18 Transfert conjugué de chaleur et de masse dans un canal avec dépôt sur la paroi et les nervures Les paramètres physiques : Solution (i=1) viscosité cinématique 1 =10 -6 m 2 s -1, masse volumique 1 =10 3 kg m - 3, chaleur spécifique à pression constante С р1 =4.2 kJ kg -1 K -1, conductivité thermique k=( ) W m -1 K -1 Matériau de la paroi et des nervures (i=2) 2 = kg m -3, С р2 =0.47 КДж кг -1 К -1, k=60 Вт м -1 К -1 Matériau de dépôt (i=3) 3 =( ) 10 3 кгм -3, С р3 =0.85 КДж кг -1 К -1, k=( ) Вт м -1 К -1. Re=100, 150, 250; Pr= 0.7, Sc=1. Pour la solution (C p )=1, k=1, Pour le matériau de la paroi et des nervures (C p )=0.9, k=100, Pour le dépôt (C p )=0.2, k=0.1.

19 Configuration de la paroi du canal sans dépôt (1) et avec dépôt (2) 1 2

20 Champ de température. Re=150 ; Pr =0.7; C p =0.2; k=0.05

21 Géométrie de dépôt faible (1), moyen (2) et grand (3) 1 2 3

22 Champ de température Re= 150, ; Pr =0.7; C p =0.2; k=

23 Champ de température pour Re=100, 150, 250; Pr =0.7; C p =0.2; k=0.05. Dépôt grand (3). Re=100 Re=150 Re=250

24 Champ de température pour Re=100, 150, avec faible dépôt (1) sur la paroi Pr =0.7; C p =0.2; k=0.05. Re=100, Re=150

25 DYNAMIQUE DÉCHAUFFEMENT, DÉPÔT GRAND (3) NOMBRE Nu LE LONG DE LA SURFACE EXTERNE DE LA PAROI

26 EXPÉRIENCE SUR LINTERCROISSANCE DE CRISTAUX Мелихов И.В., Рудин В.Н.,Воробьева Л.И. Механизм превращения блочных кристаллов полугидрата сульфата кальция. Неорг. Материалы, Т. 24, 3, С , 1988 дигидрофосфат аммония NH 4 H 2 PO 4 Рашкович Л.Н., Шелкунов Б.Ю., Кузнецов Ю.Г. Гидродинамические эффекты при росте кристаллов ADP и KDP в растворе. Кристаллография 1990, т, 35, Вып.1, с полугидрат сульфата кальция

27 ÉQUATION DE MOUVENET DUN MICROCRISTAL m – масса микрокристалла, g - ускорение свободного падения, N и Na - суммарная реакция и сила притяжения (отталкивания) тела и стенки, l- точка приложения суммарной реакции, a F. – точка приложения силы давления на грань кристалла. Condition de renversement de microcristal

28 LIGNES DE COURANT ET VORTICITÉ Re<5 Re

29 Vortex périodique (courant de von Karman ) Re= 405.

30 Paroi chauffée Re=100 Gr=10000 SF T P

31 ECOULEMENT AUTOUR DE DEUX OBSTACLES SUR LA PAROI Re= 20, L= 4.5 Distribution de pression P(z) sur les faces des obstacles SF P

32 Re FONCTION DE COURANT L= 4.5

33 Re PRESSION

34 2 prismes triangulaires Re=1000

35 2 prismes triangulaires Re=500

36 3 prismes triangulaires alignés Re=500

37 2 cylindres Re=1000

38 Model de turbulence (Kato -Launder) Re= barres carrées alignés

39 Model de turbulence (Kato –Launder) Re= barres carrées alignés

40 Причем размеру L 1, L 2 соответствуют грани с разным молекулярным рельефом, что приводит к неизотропности роста по направлениям L 1, L 2. Учитывается возможность перекрывания при росте боковых граней. МОДЕЛИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА ТВЕРДОЙ ПОВЕРХНОСТИ Разработаны 2 модели: модель неизотропного роста кристаллов и роста изотропного вещества. МОДЕЛЬ РОСТА ДВУМЕРНЫХ КРИСТАЛЛОВ (НИТЕВИДНЫХ) Функция распределения по размерам L 1, L 2

41 Функция распределения изменяется по уравнению Фоккера- Планка Контакт боковых граней кристаллов при росте учтен через параметр q где где b 0 - толщина элементарного слоя, J i - частота зарождения слоев на i грани, S i - площадь на которой зарождаются слои, f i - скорость разрастания слоев по грани. Послойный рост можно представить как совокупность одинаковых микро скачков фронта роста на расстояние Нормальная скорость роста

42 Концентрации C i отличается от растворимости C при малых размерах кристаллов. При этом участки около торцевых граней рассматриваются как полусферы с радиусом L 1, а около боковых граней - как монотонные искривления с главным радиусами кривизны L 1 и L 2. Зародышами кристаллов являются трехмерные кластеры из m молекул кристаллизанта. образовавшиеся на поверхности подложки или активные группы молекул приповерхностного монослоя подложки, где J 0 - характеристическая скорость образования трехмерных зародышей, l m - размер кластера из m молекул. N B

43 РОСТ ИЗОТРОПНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА СТЕНКАХ КАНАЛА Нуклеация и скорость роста кристаллов на поверхности Функция распределения по размеру кристаллов


Télécharger ppt "SIMULATION DE TRANSFERT CONJUGUE DE CHALEUR ET DE MASSE AVEC CRISTALLISATION Andrei Ja. GORBATCHEVSKI lUniversité dEtat à Moscou."

Présentations similaires


Annonces Google