Введение
Глава 1. Обзор литературы 35
1.1 Измерение коэффициентов диффузии и термодиффузии . 35
1.2 Конвективная устойчивость смесей 43
1.3 Вибрационная конвекция 51
1.4 Теплообмен в условиях вынужденной конвекции 59
1.5 Групповой анализ уравнений конвекции 69
Глава 2. Термодиффузия в смесях 78
2.1 Бинарные смеси 78
2.1.1 Общие сведения 78
2.1.2 Уравнения движения 82
2.1.3 Пример смеси этанол-вода 84
2.2 Многокомпонентные смеси 88
2.2.1 Теоретическое описание 88
2.2.2 Уравнения движения 93
2.2.3 Пример тройной смеси 94
Глава 3. Групповой анализ уравнений движения смесей 96
3.1 Модель конвекции бинарной смеси 96
3.1.1 Групповые свойства 96
3.1.2 Преобразования эквивалентности 103
3.1.3 Структура допускаемой алгебры операторов 107
3.1.4 Оптимальные системы подалгебр 112
3.2 Модель конвекции бинарной смеси в плоском случае . 116
3.2.1 Групповая классификация 116
3.2.2 Структура допускаемой алгебры операторов 118
3.2.3 Оптимальные системы подалгебр 119
3.3 Уравнения движения многокомпонентной смеси . 124
3.3.1 Групповые свойства 124
3.3.2 Исключение коэффициентов перекрестной диффузии . 126
3.4 Модель вибрационной конвекции бинарной смеси . 129
3.4.1 Уравнения движения смеси в вибрационном поле . 129
3.4.2 Групповые свойства 131
Глава 4. Конвективная устойчивость многокомпонентных смесей 137
4.1 Устойчивость механического равновесия в плоском слое 137
4.1.1 Постановка задачи 137
4.1.2 Принцип монотонности возмущений 141
4.1.3 Решение для свободных проницаемых границ 146
4.1.4 Решение для твердых непроницаемых границ 153
4.1.5 Бинарные смеси 158
4.1.6 Тройные смеси 162
4.1.7 Пример тройной смеси 173
4.2 Устойчивость конвективного движения в вертикальном слое 174
4.2.1 Постановка задачи 174
4.2.2 Решение для длинноволновых возмущений 179
4.2.3 Бинарная смесь 181
4.2.4 Многокомпонентная смесь 181
4.2.5 Механизм неустойчивости 185
4.2.6 Длинноволновая неустойчивость в тройной смеси . 189
Глава 5. Разделение смесей в термодиффузионной колонне 199
5.1 Разделение многокомпонентной смеси в плоской колонне 199
5.1.1 Постановка задачи 199
5.1.2 Построение решения 206
5.1.3 Анализ решения 211
5.1.4 Влияние зависимости плотности от концентрации . 218
5.1.5 О диффузии в вертикальном направлении колонны . 219
5.1.6 Пример тройной смеси 222
5.2 Устойчивость конвективного движения в колонне . 225
5.2.1 Линеаризованная задача 225
5.2.2 Бинарные смеси 229
5.2.3 Тройные смеси 232
5.2.4 Поперечные возмущения 239
5.2.5 Пример тройной смеси 246
5.3 Влияние высокочастотной вибрации на разделение смеси 246
5.3.1 Постановка задачи 246
5.3.2 Построение решения 249
5.3.3 Влияние вибрации на разделение смеси в колонне . 253
Глава 6. Термодиффузия в условиях вынужденной конвекции 256
6.1 Вынужденная конвекция многокомпонентной смеси в круглой трубе 257
6.1.1 Постановка задачи 257
6.1.2 Многокомпонентная смесь с эффектами Соре и Дюфора 258
6.1.3 Многокомпонентная смесь с эффектом Соре 262
6.1.4 Случай равенства теплового и
концентрационного чисел Пекле 265
6.1.5 Тепломассообмен при малых числах Пекле 269
6.1.6 Влияние эффекта Дюфора 271
6.2 Влияние термофореза наночастиц на вынужденную конвекцию наножидкости 272
6.2.1 Физические свойства наножидкости вода — оксид алюминия 272
6.2.2 Постановка задачи о вынужденной конвекции в трубе . 280
6.2.3 Влияние термофореза наночастиц на течение и теплообмен в трубе 286
6.2.4 Интенсивность теплообмена в трубе 291
Глава 7. Устойчивость термокапиллярных течений 298
7.1 Устойчивость термокапиллярного течения в жидком мосте 298
7.1.1 Общие сведения 298
7.1.2 Постановка задачи 300
7.1.3 Обсуждение результатов 305
Глава 8. Термовибрационная конвекция в условиях низкой гравитации 315
8.1 Исследование термовибрационной конвекции 316
8.1.1 Описание эксперимента 316
8.1.2 Математическое моделирование 320
8.1.3 Выбор параметров эксперимента 327
8.1.4 Влияние остаточных ускорений на режимы течения . 332
8.1.5 Интенсивность термовибрационной конвекции 337
8.1.6 Пространственная структура течения 342
8.1.7 Интенсификация теплообмена 345
8.2 Об интенсивности осредненных течений 348
Заключение 353
Литература 359
