Введение
1 Описание процессов диффузионного и конвективного смешения в изотермических бинарных и тройных газовых смесях 10
1.1 Диффузионное смешение в квазистационарных условиях 10
1.1.1 Взаимная диффузия в бинарных смесях 10
1.1.2 Взаимная диффузия и сопутствующие ей эффекты в тройных смесях 16
1.2 Неустойчивость механического равновесия в газовых смесях 22
1.2.1 Базовые положения теории устойчивости для естественной тепловой конвекции 22
1.2.2 Неустойчивость механического равновесия в многокомпонентных смесях 27
1.3 Основные цели исследования 36
1.4 Заключение по первому разделу 37
2 Экспериментальная установка 38
2.1 Двухколбовый метод 38
2.1.1 Экспериментальная установка двухколбового метода 38
2.1.2 Методика проведения экспериментов на установке двухколбового метода 45
2.1.2.1 Измерение концентраций в бинарных газовых смесях с помощью интерферометра 45
2.1.2.2 Измерение концентраций в газовых смесях с помощью хроматографа 47
2.2 Вычисление погрешности измерений 49
2.3 Заключение по второму разделу 51
3 Неустойчивость механического равновесия бинарных газовых смесей в цилиндрическом канале 52
3.1 Экспериментальное исследование неустойчивости механического равновесия бинарных систем 52
3.1.1 Определение границы неустойчивости в пространстве параметров 52
3.1.2 Влияние давления 53
3.1.3 Влияние температуры 58
3.1.4 Влияние угла наклона 60
3.1.5 Влияние вращения 62
3.2 Анализ на устойчивость механического равновесия 63
3.2.1 Базовые уравнения концентрационной гравитационной конвекции для бинарных смесей 63
3.2.1.1 Постановка задачи и запись исходной системы уравнений 63
3.2.1.2 Линеаризация уравнений концентрационной гравитационной конвекции 65
3.2.1.3 Значение градиента концентрации при условии механического равновесия. Нормальные возмущения 68
3.2.2 Решение общей системы уравнений концентрационной гравитационной конвекции для различных видов каналов 70
3.2.2.1 Плоский вертикальный слой 70
3.2.2.2 Бесконечный вертикальный цилиндр кругового сечения 73
3.2.2.3 Вертикальный цилиндр конечной высоты 76
3.3 Сравнение расчетных данных по различным каналам с экспериментальными данными 81
3.4 Неустойчивость механического равновесия бинарной газовой смеси в плоском наклонном канале 84
3.5 Заключение по третьему разделу 88
Выводы 89
