Введение к работе
Актуальность. В настоящее время з химической технологии полимерных материалов возникла новая область, требующая теоретического обоснования - течение кндкоста с изменяпцпмася рзело-гическими „свойствами. Влияние на полимеризацию изменения вязкости с температурой достаточно подробно проанализировано рядом автероп. Особенности течения, связанные с зависимость» еяекос-тя от температуры, глубиіш превращения а скорости деформзцнг изучены ецэ недостаточно. Представляет кктеряс геследогагь глгг-янпс этой зависимости на существование и устойчивость стационарных реяямээ полимеризации и характер течения полюэризуздзЯся жидкости. Больоте число парамзтроз, определяйся полимеризации г непрерывном проточном реакторе, затрудняет анализ их влнлпня на процесс и обобщение результатов. В связи с этил для планирования численных и физических экспериментов необходим построение упрощенных математических моделей и развитие методов Есследовапип.
Цель ичрЪтн. Настоящее яселедо^акиз посаяезга пэучениг» динамики нестационарного тепло- и массолсрякоса лея точеїзп' вязкой химически реагнруядзи жидкости. Поставлена задача после-
довать устойчивость к мгновенным и периодическим возмущениям и резонансные явления при полимеризации, изучить влияние изменения вязкости, тепловыделения от химической реакции и трения, тепло- и массообмена с окружающей средой, геометрии и размеров реактора, перепада давления п других физико-химических условий на автоколебательные и неадинственные режимы полимеризации . Исследовать влияние изменения вязкости с глубиной превращения и скоростью сдвига на характер течения.
Научная новизна. Предложена нульмерная модель переноса импульса, тепла и вещества при ламинарном течении несжимаемой химически реагирующей жидкости, вязкость которой изменяется с температурой, глубиной превращения и скоростью сдвига.
Приближенно-аналитически исследованы критические явления при полимеризации. Первым методом Ляпунова изучена устойчизость и стационарные режимы полимеризации в реакторах малой и бесконечной длины. Установлено, что неединственные режима полимеризации в реакторе малой длины возможны при охлаждении стенок, а" в длинном реакторе - при их подогреве.
Показано, что в коротком канале возможно существование двух областей неединственности стационарных состояний, одна из которых связана с нелинейностью изменения скорости реакции и вязкости с температурой, а другая появляется вследствие нелинейной зависимости вязкости от глубины превращения. Выявлен характер возникновения и исчезновения автоколебаний при вариации температуры окружающей среды или параметров, характеризующих переменную вязкость и диссипативный разогрев.
Аналитически установлены физико-химические условия, когда стационарные режимы полимеризации невозможны. Численно получены нестационарные режимы течения в изучены резонансные явления при полимеризации.
Практическая ценность. Результаты работы позволяют проводить количественный анализ полимеризации, предсказывать существование стационарных режимов, их неединственность и неустойчивость, а также потерю текучести вязкой жидкости, приводящую к аварийным ситуациям. Данные о влиянии внезних.воздействий на автоколебательный режим можно использовать при управлении поли-
«ерпзациєїі. Результати исследовании найдут применение з различных областях промкзлекпостл, вклсч&я аэрокосюнескуп технк-ку, їласиностроенке, энергетику и др. Автос защищает
-
Целесообразность предварительного исследования устоі,чи-востп рекимов полимеризации путем сведения систем.) уравкеші с распределенными параметрам it нелинейной дішзмпческоіі шдел:: с сосредоточенными параметрам.
-
Полученные прЕблкяенга-апшштнчески и члслешю закономерности, характер п устойчивость процесса полимеризации.
-
Результати численного г.еследоваїпія влияния внешних периодических воздействий на единственный автоколебательный режим полимеризации.
Достоверность полученных результатов проверялась сравнением их с известными литературными данными и сопоставлением полученных в работе результатов прпблгсзенішх аналитических и численных решений.
Апробация работы. Материалы диссертации опубликовали в семи работах, а также докладывались н обсуждались:
на УШ Республиканской межвузовской научной конференции по математике н мехашше, посвященной 50-летию Казахского государственного университета юл. аль-5арабп (Алма-Ата, IS34);
на DC Республиканской межвузовской научной конференции по математике п механике'(Алма-Ата, 1989);
на научных семинарах в проблемной научно-исследовательской лаборатории математического моделирования (Алма-Ата).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на IG7 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованных источников из 85 наименований и приложения, включшощего 77. рисунков.
