________________ РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОТОКОВ ПЛОТНОГО ГАЗА И ЖИДКОСТЕЙ__________________
активации поверхностной миграции молекул Б\\. Чем она меньше, тем больше вклад поверхностного потока молекул. Эффекты скольжения рассматривались ранее только для разреженных газов. В отличие от определяющей роли зеркального отражения молекул от стенки для разреженных газов в плотных флюидах эффект скольжения обусловлен поверхностной подвижностью молекул.
Если учесть характер изменения коэффициента вязкости для поверхностного слоя согласно (1), то из (2) следует, что где индексы И соответствуют приповерхностному монослою. В результате для скорости потока в приповерхностном слое имеем где индексы 11 относятся к центральной части узкой поры или объемному значению вязкости для широких каналов. В случае сильного притяжения адсорбат-адсорбент или понижения температуры, согласно (1), резко возрастает отношение Т|ц/Г1#, что приводит к увеличению коэффициента Р^ и уменьшению скорости потока вблизи стенки. Формула (3) наглядно демонстрирует связь концентрационных зависимостей (см. рис. 2-5) с результатами расчетов скоростей (см. рис. 6).
Выводы
1. Выполненные для щелевидных пор расчеты показывают, что коэффициенты сдвиговой вязкости молекул в сильных адсорбционных полях имеют анизотропный характер и существенно зависят от рассто яния рассматриваемой области флюида до стенки поры и от направления переноса импульса. Особенно сильно они меняются вблизи стенок поры. В центре поры величины r\tt зависят от вклада потенциала стенки и от общей концентрации молекул.
2. Показано, что традиционные допущения [2-4] о постоянстве динамических характеристик молекул в узких порах не верны. При анализе экспериментальных данных необходимо учитывать достаточно сильную концентрационную зависимость динамических характеристик адсорбата в узких порах, обусловленную как влиянием потенциала стенок пор, так и межмолекулярным взаимодействием.
3. Дана молекулярная интерпретация коэффициента трения скольжения. Эффект скольжения потока для плотных флюидов обусловлен поверхностной миграцией молекул вдоль твердых поверхностей.
4. Молекулярный подход [10, 11] позволяет описать разнообразные течения флюида, содержащего жидкие и/или газообразные фазы в сложных пористых системах, включающих поры с переменным сече нием, и случаи слияния нескольких пор в одну или, наоборот, разделения поры на несколько меньших.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 00-03-32153а) и CRDF (проект RC2-2214).
Обозначения
de - отношение вклада тройных взаимодействий к вкладу парных взаимодействий ближайших соседей; Eqp -энергия активации перескока молекулы из узла qв узел р, кДж/моль; Н - ширина щелевидной поры, число монослоев; k- постоянная Больцмана; т - масса твердой сферы молекулы; q - номер слоя поры, в котором находится рассматриваемый узел; р - номер ячейки, соседней с ячейкой q; Qq- энергия связи молекулы, находящейся в узле слоя q(или типа q), со стенками поры, кДж/моль; R - характерный размер (радиус) канала, м; г - расстояние от стенки (канала) поры, м; t - число разных типов узлов системы; Т - температура, К; U(q) - потенциал взаимодействия молекулы слоя qсо стенкой поры, кДж/моль; и - скорость потока, м/с; щ - параметр температурной зависимости е; V - концентрационная составляющая скорости перескока молекулы из ячейки qв ячейку р; г - число ближайших соседей в слое q; а и аи - безразмерные параметры е*/е и Eii/Qi; (3 - величина, обратная тепловой энергии (W)~\ моль/кДж; р, - коэффициент трения скольжения, кг/(м2-с); е и е* - параметры латерального взаимодействия молекулы в основном и переходном состояниях, кДж/моль; £а - параметр потенциала адсорбат-адсорбент; А. - размер ячейки и ширина монослоя ~1.12а, м; т| - коэффициент вязкости вдали от стенки; Г|о - коэффициент вязкости идеального разреженного газа; т| - коэффициент сдвиговой вязкости, кг/(мс); о -диаметр твердой сферы молекулы; 6 - степень заполнения поры, безразмерная величина, 0 < в < 1; 0^ - степень заполнения монослоя q. Индексы: а - адсорбат (адсорбент); 0 - разреженный газ с малой плотностью; е - внешний.
Литература
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.