Исследование влияния акустического поля на тепло-массоперенос
Диссертация
Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Предложена математическая модель диффузных процессов через границу раздела жидкость — твёрдое тело в условиях мелкомасштабных вихревых потоков, возникающих в акустических полях большой мощности, учитывающая общее подобие тепло и массообменных процессов. В процессе моделирования совокупность основных показателей рассматриваемой физической системы… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. ОБЗОР ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ С ОБМЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ
- 1. 1. Основные факторы воздействия акустических волн на процессы тепло — массообмена
- 1. 2. Увеличение коэффициента диффузии в акустическом поле
- 1. 2. 1. Основные факторы влияния акустического поля на коэффициент диффузий
- 1. 2. 2. Поглощение энергии звуковой волны
- 1. 2. 3. Адиабатическое сжатие среды в звуковом поле
- 1. 2. 4. Взаимодействие звуковой волны с границей раздела при нормальном падении
- 1. 2. 5. Анализ влияния рассмотренных механизмов на увеличение коэффициента диффузии в звуковом поле
- 1. 3. Увеличение градиента концентрации на границе раздела в акустическом поле
- 1. 3. 1. Основные факторы влияния акустического поля на градиент концентрации
- 1. 3. 2. Увеличение градиента концентрации в газовых средах
- 1. 3. 3. Увеличение градиента концентрации в жидкости
- 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛО- И
- М АССОПЕРЕНОСА В ГЕРЕРОГЕННЫХ СИСТЕМАХ В УСЛОВИЯХ МОЩНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ
- 2. 1. Общая постановка задачи о расчёте параметров термодинамической системы
- 2. 2. Приведение условий задачи о теплопереносе к безразмерному видуЗб
- 2. 3. Обобщение безразмерных условий задачи о теплопереносе на процессы массопереноса
- 2. 4. Учёт влияния акустического поля на величину коэффициента теплоперепоса за счёт акустической конвекции
- 2. 5. Определение общего вида коэффициента теплопереноса в условиях акустической конвекции из анализа его размерности
- 2. 6. Определение коэффициента теплопереноса путём решения краевой задачи для уравнения Прандтля
- 3. МЕТОДИКА РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ АКУСТИЧЕСКИХ ТЕЧЕНИЙ
- 3. 1. Основные классы задач для уравнения теплопроводности
- 3. 2. Решение третьей краевой задачи для уравнения теплопроводности методом разделения переменных
- 3. 3. Методика учёта влияния акустических течений при расчёте параметров теплопереноса
- 3. 4. Методика учёта влияния акустических течений при расчёте параметров массообмена
- 3. 5. Моделирование массообменных процессов на примере термодинамической системы
- 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА В АКУСТИЧЕСКОМ ПОЛЕ
- 5. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ТЕПЛОПЕРЕНОС
Список литературы
- J. В. Joseph Fourier. Theorie analytique de la ehaleur. Paris, Chez Firmin Didot, PereetFils, 1822
- Pick. Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie. 1855, 94, pp.59−86.
- L.Onsager. Reciprocal relations in irreversible processes I//Physical Review, 1931, vol.37, pp.405−426.
- Ch. Soret, Archives des Sciences Physiques et Naturelles de Geneve, 1879, t. II, p. 48−61.
- Рэлей. Теория звука, ГИТТЛ, 1955 г.
- С. Bckart. Vortices and streams caused by sound waves. Phys. Rev., 73, 1, 68, 1948 r.
- H.Schlichting. Berechnung ebener periodischer Grenzschichts Sromunden. -Phys. Z., 33, 8, 327, 1932.
- И.Н.Каневский Постоянные силы, возникающие в звуковом поле. Акустический журнал, Том VII, Вып.1, 3−17, 1961 г.
- Под ред. Розенберга Л. Д. Физические основы ультразвуковой технологии. М: Наука, 1970 г. 1 1 .Под ред. Розенберга Л. Д. Мощные ультразвуковые поля. М: Наука, 1968 г.
- Под ред. Розенберга Л. Д. Источники мощного ультразвука. М: Наука, 1967 г
- Под ред. Мэзона У. Физическая акустика. М.: Мир, 1966 г.
- С. Eckart. Vortices and streams caused by sound waves. Phys. Rev., 73, 1, 68, 1948 r.
- Грушин A.E., Лебедева И. В., Амплитудные и частотные харак теристики акустических струй. Акустический журнал, т.49, № 3, с. 359−364, 2003 г.
- Лебедева И.В. Экспериментальное исследование акустического течения в окрестности отверстия. Акустический журнал, т.26, № 4, с.599−602, 1980 г.
- Медников Е.П., Новицкий Б. Г. Экспериментальное исследование мощного звукового ветра. Акустический журнал, т.21, № 2, с.245−249, 1975 г.
- Галиуллин Р.Г., Тимохина Л. А., Филиппов С. Е., Вторичные течения при распространении волн в узких трубах. Акустический журнал, т.49, № 2, с. 281−283,2003 г.
- Галиуллин Р.Г., Тимохина Л. А., Филиппов С. Е., Акустические течения при резонансных колебаниях газа в цилиндрической трубе. Акустический журнал, т.47, № 5, с. 611−615, 2001 г.
- Н. Medwin, I. Rudnik. Surface and volume sources of vortisity in acoustic fields. JASA, 25, 3, 538, 1953.
- Л.Д.Ландау, Е. М. Лифшиц. Теоретическая физика: Учебное пособие. В 10 т. Т. VT. Гидродинамика. М: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988 г.
- J.M.Andres, U.Ingard. Acoustic streaming at low Reynolds numbers — JASA, 25, 5,932, 1953 r.
- J.Iiolzmark, I. Johnsen, T. Sikkeland, S.Skavlem. Boundary layer flow near a cylindrical obstacle in an oscillating incompressible fiuid. JASA, 26, 1, 26, 1954 r.
- М.Е.Архангельский, Воздействие акустических колебаний на процесс диффузии. Успехи физических наук, т.92, вып.2, с. 181−206, 1967 г.
- Кащеева С.С., Сапожников О. А., Хохлова В. А., Аверкыо М. А., Крам Л. А., Нелинейное искажение и поглощение мощных акустических волнв среде со степенной зависимостью коэффициента поглощения от частоты. Акустический журнал, т.46, № 2, с. 211−219, 2000 г.
- Сиротюк М.Г. Об энергетике и динамике кавитационной области.-Акустический журнал, т.2, № 3, стр. 287, 1965 г.
- Зельдович Я.Б., Райзер Ю. П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М: Наука. 1965 г.
- Хилл К. Применение ультразвука в медицине. Физические основы. М.: Мир, 1989 г.
- Филоненко Е.А., Гаврилов JI.P., Хохлова В. А., Дж.У.Хэнд, Акустический нагрев биологической ткани с помощью двумерной фазированной решётки со случайным и регулярным расположением элементов. Акустический журнал, т.50, № 2, с. 272−282, 2004 г.
- ЗКФилопенко Е.А., Хохлова В. А., Эффекты акустической нелинейности при терапевтическом воздействии мощного фокусированного ультразвука на биологическую ткань. Акустический журнал, т.47, № 4, с. 541−549, 2001 г.
- Борисов Ю.Я., Гынкина Н. М. Влияние акустических колебаний на сушку капиляропористых материалов. — ИФЖ, 13, 5, 735−742, 1967.
- Архангельский М.Е. Действие ультразвуковых колебаний на процесс фотографического проявления. Сб. докл. конф. — В сб. «Применение ультразвуковых колебаний в химико-технологических процессах». М., 1960, стр. 162.
- Под ред. Голяминой И. П. Ультразвук. М: Советская энциклопедия, 1979 г.
- Борисов Ю.Я., Статников Ю. Г., О критическом звуковом давлении для процессов тепло-массообмена, протекающих при воздействии акустических колебаний. Акустический журнал, т. 14, вып.2, с. 190 — 193, 1968 г.
- Архангельский М.Е., Статников Ю. Г., Механизм ускорения гетерогенных процессов в стоячем звуковом поле. Акустический журнал, т. 14, вып.4, с. 514 518, 1968 г.
- Самарский А.А., Вабищевич П. Н. Вычислительная теплопередача. М: УРСС, 2003 г.
- Статников Ю.Г., Микропотоки у газового пузырька в жидкости, Акустический журнал, т. 13, № 3, с. 464, 1967 г.
- Богуславский ГО.А., О диффузии газа в полость при кавитации. Акустический журнал, т. 13, № 1, с. 23, 1967 г.
- Amitay М., Iionohan A., Trautman М., Glezer A. Modifications of the acrodinamic characteristics of bluff bodies using fluidic actuators. AIAA Paper-97−2004. 1997.
- Krai L.D., Donovan J.F., Cain A.B., Cary A.W. Numerical simulation of synthetic jet actuators. AIAA Paper-97−1824. 1997.
- Mallinson S.G., Hong G., Reizes J.A. Some sharacteristics of synthetic jets. AIAA Paper-99−3651. 1999.
- Rizetta D.P., Visbal M.R., Stanek M.J. Numerical investigation of synthetic-jet flowfields. J. AIAA, v.37, № 8, p. 919−927. 1999.
- Лысянский B.M., Гребешок C.M. Экстрагирование в пищевой промышленности. М: Пищевая промышленность, 1987 г.
- Полетаев A.M., Жилкин Б. П., Тюльпа В. В., Влияние акустического воздействия на гидродинамику и теплоотдачу в газовых пристенных струях. М: Электронный журнал «Исследовано в России», 2001 г., nittp://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2001/l 1 l. pdf)
- Лебедев Л.Л., Влияние течения в пограничном слое сопла на чувствительность струи к внешним акустическим колебаниям. М: Электронный журнал «Исследовано в России», 2001 г., (http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/141.pdf)
- Лебедев Л.Л., Влияние течения в пограничном слое сопла на чувствительность струи к внешним акустическим колебаниям. М:
- Электронный журнал «Исследовано в России», 2001 г., dittp://zhurnal. ape.relarn.ru/articles/2001/141.pdf)
- Бабинцев В.А., Виноградов Е. А., Шипилов К. Ф. Влияние влажности на скорость звука в воздухе, Электронный журнал «Исследовано в России», 2003 г. (http://zhurnal.ape.relarn.rU/articles/2003/215.pdf)
- Андреева И.Б. и Бреховских Л.М. Акустика океана. Онлайновая статья (http://vAvw.akin.ru/spravka/socean.htm)
- Баграташвили В.Н., Дыхне A.M., ЖитневЮ.Н. и др. Новый подход к акустической диагностике сверхкритических сред. М: Электронный журнал «Исследовано в России», 2002 г., (http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/004.pdf)
- K.F.Gurski, R.L.Pego Decay rates of internal waves in fluid near the liquid vapor critical point. Physical Review E V. 1962, N1, pp 517−524
- Романов В.П., Соловьёв В. А., О поглощении звука вблизи критической точки. Акустический журнал, т. 14, вып.2, с. 262 — 267, 1968 г
- Тимошенко В.И., Чернов Н. Н., Взаимодействия и диффузия частиц в звуковом поле. Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2003 г. 304с.
- N. Rott, Damped and thermally driver acoustic ascillations in wide and narrow tubes. Z. Angrew. Math. Phys. 20, 230−243, 1969.
- N. Rott, Thermally driven acoustic oscillations. Part II: Stability limit for helium. Z. Angrew. Math. Phys. 24, 54−72, 1973.
- N. Rott, Thermally driven acoustic oscillations. Part III: Second-order heat flux. Z. Angrew. Math. Phys. 26, 43−49, 1973.
- Миргородский В.И., Пасечник В.И, Пешин С. В., Рубцов А. А., Годик Э. Э., Гуляев Ю. В. Зондирование внутренней температуры объектов по их тепловому акустическому излучению. Доклады АН СССР 1987 г., г. 291, № 6, с. 1370- 1374.
- Пасечник В.И., Аносов А. А., Бограчев К. М. Основы и перспективы пассивной термоакустической томографии // Биомедицинская радиоэлектроника, 1999. № 2. С.3−26
- Аносов А.А., Пасечник В. И., Особенности теплового акустического излучения как источника акустических сигналов. Акустический журнал, т.48, № 1, с. 16−21, 2001 г.
- Пасечник В.И., Аносов А. А., Барабаненков Ю. Н. Определение глубинной температуры биологических объектов методом пассивной акустической термотомографии. Труды Нижегородской акустической научной сессии, ННГУ, 2002 г.
- Легуша Ф.Ф. Эффект Константинова и поглощение звука в неоднородных средах. УФН. Т. 144, № 3. С 509−522, 1984 г.
- Бэйли М.Р., Хохлова В. А., Сапожков О. А., Каргл С. Г., Крам Л. А. Физические механизмы воздействия терапевтического ультразвука на биологическую ткань (обзор). Акустический журнал, т.49, № 4, с. 437 464, 2003 г.
- Ветров В.И. Расчет частот термоакустических колебаний возникающих в обогреваемых каналах при сверхкритических давлениях теплоносителя. //Теплофизика высоких температур.-1990,-Т. 28, N 2.-С. 309−314.
- Жекамухов М.К., Шокаров Х. Б., К теории возникновения акустической эмиссии при кристаллизации и плавлении вещества. Часть 1, Электронный журнал. «Исследовано в России», 1999 г., (http://zhurnal. ape.relarn.ru/articles/1999/017.pdf)
- Жекамухов М.К., Шокаров Х. Б., К теории возникновения акустической эмиссии при кристаллизации и плавлении вещества. Часть 2,
- Электронный журнал «Исследовано в России», 1999 г., ('http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/1999/018.pdf)
- Шокаров Х.Б. О природе возникновения акустической эмиссии при растворении веществ. М.: Электронный журнал «Исследовано в России», 1999 г., (http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/1999/023.pdf)
- Бункин Ф. В., Трибельский М. И. «Нерезонансное взаимодействие мощного оптического излучения с жидкостью». УФН. 1980. т. 130. № 2. с. 193−240
- Карабутов А.А. Лазерная оптико-акустическая диагностика поглощения света и звука. Докторская диссертация. (http://optoacoustics.narod.ru/diseraakydiseraak.htm)
- Егерев С. В., Лямшев Л. М., Наугольных К. А. «Оптоакустические источники в океанологическом эксперименте». Акустический журнал. 1990. т. 36. в. 5. с. 807−813
- Егерев С. В., Лямшев Л. М., Наугольных К. А. «Оптоакустические источники в океанологическом эксперименте». Акустический журнал. 1990. т. 36. в. 5. с. 807−813
- А.Букин, В. И. Ильичев, В. Д. Киселев. «Обнаружение вторичной генерации звука в жидкости при объемном вскипании». Письма в ЖЭТФ. т. 52, вып. 12. 1990. стр. 1261−1263
- Коломенский А. А., Михалевич В. Г., Никифоров С. М., Родин А. М. «Особенности оптико-акустической генерации звука в жидкости при поверхностном оптическом пробое». Известия АН ССР. Сер. Физ. 1985. т. 49. № 6. с. 1129−1131
- Ядав Р.Д., Сингх Д., Влияние теплопроводности на затухание ультразвука в монохалькотенидах празеодима. Акустический журнал, т.49, № 5, с.700−710, 2003 г.
- Капустина О.А., Исследование влияния ультразвука на процесс роста воздушного пузырька в воде. Акустический журнал, т. 11, № 1, с. 116, 1965 г.
- Дорофеев Б.М., Волкова В. И., Акустический метод исследования роста и схлопывапия пузырька пара при кипении. Акустический журнал, т.49, № 6, с. 794−798, 2003 г. 78.11од ред. JT. М. Бреховских. Акустика океана. М.: Наука, 1974.
- Акуличев В.А., Дюльдина Н. И., Моргунов Ю. Н., Соловьев А. А. Влияние теплого антициклонического вихря фронтального раздела Куросио на структуру звукового поля. /В сб.: Морские технологии, Владивосток, Институт проблем морских технологий, 1996 с.128−145.
- Акуличев В.А., Бугаева JI.K. Моделирование акустических полей в неоднородном океане. В сб. «Морские технологии». Владивосток: Дальпаука, 1996, с.241−246.
- Вадов Р.А. Затухание низкочастотного звука при распространении в мелком море в условиях сформированного подводного звукового капала. Акустика океана. Доклады 9-ой школы семинара акад. JI.M.Бреховских, М.: ГЕОС, 2002, стр.76−79.
- Вадов Р.А. О предсказуемости местоположения зон конвергенции в океане.- Акуст. журн., 2005, т.51, № 3, с.323−329.
- Гаврилов А.Н. Современные достижения и перспективы развития акустической термометрии океана. Доклады VIII школы-семинара акад. JI. М. Бреховских «Акустика океана». М.: ГЕОС, 2000.
- Гончаров В.В., Зайцев В. Ю., Куртепов В. М., Нечаев А. Г., Хилько А. И. Акустическая томография океана. Ниж. Новгород: ИПФ РАН, 1997. 256 с.
- Устенко А.С. Основы математического моделирования и алгоритмизации процессов функционирования сложных систем, М: 2000 г., (http://uslenko.fromru.com/index.htmn
- Веников В. А., Веников Г. В. Теория подобия и моделирования, М.: Высшая школа, 1984 г.
- Адамар Ж. Задача Коши для линейных уравнений с частными производными гиперболического типа. — М.: Наука, 1978. 351 с.
- М.П.Вукалович, И. И. Новиков. Термодинамика. М. Машиностроение, 1972 г.
- Бурдуков А.П., Накоряков В. Е. Влияние колебаний на массоотдачу от сферы при больших числах Прандтля. Ж. прикл. мех. и техн. физики. № 3, с. 158, 1967 г.
- Борисов Ю.А., Статников Ю.Г. Sonic Flows in Standing Wave. 5-th Congres Intenational d’Acoustigue.
- Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М. ГИФМЛ, 1961 г.
- Апошин И.М. Теоретические основы массообменных процессов пищевых производств. М: Пищевая промышленность, 1970 г.
- Под ред. Проф. Гуйго Э. И. Теоретические основы хладотехники. Тепломассообмен. М. Агропромиздат, 1986 г.
- Рыжик И.М., Градштейн И. С. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М. ГТТИ, 1951 г. /I
- Бреховских Л.М., Годин О. А. Акустика слоистых сред. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1989 г.
- Каневский И.Н., Тимошенко И. В. К вопросу о расчёте параметров акустического дефростера. Сборник статей. Выпуск 32. Специальные вопросы гидроакустики. Владивосток: ТОВМИ 2001 г., с. 34−41.
- Тимошенко И.В., Расчёт теплопереноса в условиях акустических течений в вязком пограничном слое. Сборник материалов научно-технической конференции «Вологдинские чтения» ДВГТУ 2001 г., с. 24−25.
- Каневский И.Н., Тимошенко И. В. Некоторые особенности влияния акустического поля на процесс теплопередачи. Сборник статей. Выпуск 32. Специальные вопросы гидроакустики. Владивосток: ТОВМИ 2001 г., с. 41−49.
- Каневский И.Н., Тимошенко И. В. К вопросу о расчёте параметров теплопереноса в условиях мелкомасштабных акустических течений. Известия ТРТУ, 2006 г., с. 112−116.
- Губко JI.B., Каневский И. Н., Тимошенко И. В. Учёт влияния акустических потоков на процессы тепло-массопереноса. Сборник трудов XVIII сессии Российского акустического общества, 2006 г., с. 89−94.