Введение к работе
Актуальности проблемы. Исследование влияния концентрации дисперсной фазы на вязкое сопротивление пористых тел и дисперсий и изучение течений концентрированных суспензий является актуальным для химической технологии, биологии, почвоведения, агрохимии, физико-химической механики дисперсных композитов и других разделов науки. Процессы течения концентрированных коллоидных растворов и суспензий используются также во многих отраслях промышленности, особенно в таких как пищевая, нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая, фармацевтическая. Моделирование процессов фильтрации концентрированных дисперсий направлено на решение различных экологических проблем.
Цель работы: изучение процессов течения концентрированных суспензий пористых частиц, исследование процессов фильтрации в пористых средах.
В соответствии с поставленной целью задачами работы являются:
исследования процессов течения в пористых средах, вычисление зависимости эффективных коэффициентов пористой среды от пористости;
исследование течения вязкой концентрированной суспензии с учетом образования кластеров, вычисление зависимости вязкости от концентрации дисперсной фазы;
исследование влияния собственной пористости частиц на эффективные свойства пористых тел и суспензий;
применение дифференциального метода для вычисления эффективных свойств дисперсных композитов.
Научная новизна. Впервые последовательно применяется дифференциальный метод для изучения зависимости от концентрации дисперсной фазы эффективных свойств пористых тел и суспензий.
Исследована проницаемость и эффективная вязкость при течении жидкости в пористой среде. Вычислены их зависимости от пористости. Изучено влияние собственной пористости частиц, образующих пористую среду.
Изучено течение вязкой концентрированной суспензии с учетом образования кластеров. Наблюдается хорошее согласие теории с известными экспериментальными данными для большого массива экспериментальных данных и широкого интервала изменения концентрации дисперсной фазы.
Практическая значимость. В результате исследования течений в концентрированных дисперсиях, которыми в частности являются грунты, получены точные аналитические выражения для расчета таких важных практических характеристик, как гидродинамическое сопротивление и эффективная вязкость. Полученная математическая модель течения вязких концентрированных суспензий с учетом образования кластеров может служить основой при вычислении широкого набора характеристик дисперсных систем.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Расчет зависимости эффективных характеристик пористой среды от пористости.
-
Вычисление зависимости вязкости концентрированной суспензии с учетом образования кластеров от концентрации дисперсной фазы.
-
Исследовано влияние собственной пористости дисперсных частиц на эффективные характеристики пористых тел и суспензий.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международной конференции по мета стабильности, сплавам и нанотехнологии, ISMANAM (1996); на международной научно - теоретической конференции «Молодые ученые пищевым и перерабатывающим отраслям АПК» (1997); а также на научных семинарах ИФХ РАН, НИФХИ им. Л.Я. Карпова, МГУ им. Ломоносова, МГУПП.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов и списка литературы. Материал диссертации изложен на ПО страницах машинописного текста, содержит 15 рисунков. Список литературы включает 62 наименования.
Похожие диссертации на Влияние концентрации дисперсной фазы на вязкое сопротивление пористых тел и дисперсий
