Введение к работе
Актуальность темы. В последние годи весьма интенсивно развивается исследование пульсиругацих течении жидкости в трубах с пронивдемыш и непронїЩ8ешіми стенками. С подобными течениями сталкиваемся в процессе перекачки нефтепродуктов, трубопроводном транспорте, в системе внутрипочвенного орошения, в химической технологш, в биомеханике.
Несмотря на определенные успехи, достигнутые в области исследования пульсирующих потоков, остается еще много нерешенных, практически вакннх проблем. Особенно мало изученной является нестационарные пульсирующие течения многофазных сред. Разработанная теория такій процессов, как правило, базируется на применении упрощенных моделей.
Сложность рассматриваемой проблемы связана, с одной сторо
ны, с незавершенностью теории нестационарных пульсирующих пото
ков смесей, с другой - со специфическими особенностями многофаз
ное течения, обуславливающими необходимость учета реологичес
ких свойств, структурообразования, менфазного взаимодействия' и
других эффектов в зависимости от физико-механических параметров
потока. .,
Все это требует совершенствования существующих моделей с точки зрения их наиболее полного соответствия реальным процессам, а также разработки надежных и экономичных методов решения подобных задач, позволяищїх расіфнть истинную картішу гидродинамики пульс-лрующих потоков многофазных сред.
Цель работы. На основе теории взаимопроникающих континуумов сформулировать и решить задачи о нестационарном пульсирующем течении вязких двухфазных сред в трубах с проницаемыми и непроницаемыми стенками;
- теоретически изучить гидродинамические &ФСектц, псйнкка-
кдие при пульсирующем течении смесей в проницаемых и непроницаемых трубах;
установить влияния основных параметров двухфазной среды на эффективность процесса и выявить закономерности структуро-образования потока;
разработать универсальный алгоритм численного решения применительно к плоским и осесимметричным течениям вязких смесей с учетом и без учета пульсации, позволяющий получать' .решения в зависимости от физико-механических параметров потока и режима.
Научная новизна. В рамках двухскоростной модели взаимопроникающих сред Х.А. Рахматулина впервые решена задача пульсирующего течения смесей в трубах с пористыми и непроницаемыми стенками с учетом переменности объемных концентраций фаз и поперечного градиента давления.
Предложен численный метод решения-нестационарного пульсирующего движения одао-и двухфазных сред в декартовых и цилиндрических координатах.
Выявлены новые гидродинамические закономерности посредством определения распределения скоростей сред, давления и концентрации фаз и предложены оптимальные режимы движения смесей о. точки зрения их эффективной транспортировки.
Впервые теоретически исследованы формирование и влияние "аннулярного" эффекта Ричардсона на структурообразование потока.
Предложена модифицированная формула Дарси для пористой стенки, учитывающая эффект "забивания пор".
В рамках модели взаимопроникающего движения многофазных сред впервые изучена структура пульсирующего двухфазного потока в плоской пористой трубе с учетом силы тяжести.
Достоверность полученных результатов. Научные положения,
выводи и рекомендации, сформулированные в диссертационной рабо
те, обоснованы анализом математических моделей движения смесей
с учетом сил межфазных взаимодействий и строгой математической
постановкой рассматриваемых задач, которые основаны на фунда
ментальных законах механики сплошных сред. Отдельные результа
ты работы согласуются с существунцими решениями, полученными
другими исследователями, при рассмотрении упрощенной постанов
ки задач. г
Практическая ценность. Полученные в работе результаты поз-: воляют указывать режим течения, который обеспечивает необходимые характеристики двухфазного потока, и могут быть использованы для дальнейшего развития теории движения ьшогофазных сред и ее приложений. Они могут быть использованы в гидротехнике при очистке внутренних поверхностей трубопроводов (водопроводных, топливных и т.п.) от отложений и осадков, для эффективной транспортировки твердых частиц (пульпы), в увлажнительных трубах внутрипочвенного орошения, в процессах разделения жидкостей от инородних частиц, а также в биомехание при исследовании физиологии кровообращения и проектирования искусственных протезов.
Апробация работы. ^Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на:
-объединенном научно-теоретическом семинаре отдела "Механика жидкости и многофазных сред" Института механики и сейсмостойкости сооружений АН РУз (г.Ташкент, 1988-1993 гг.);
Республиканской конференции "Современные проблемы алгоритмизации" (г.Ташкент, 1991 г.);'
международной научно-практической конференции "Ученые и специалисты в решении социально-экономических проблем" (г.Ташкент, 1992 г.);
N школе-семинаре "Методы гидрофизических исследований"
(г. Калининград', 1992 г.);
VI международном школе-семинаре "Современные проблемы механики жидкости и газа" (г.Самарканд, 1992 г.);
международной научно-практической конференции "Проблемные вопросы механики и машиностроения" (г.Ташкент, 1993 г.);
Республиканской научно-практической конференции "Узбе-кистов ресцубликаси халк, хужалиги тармокларида ресурсларни ва енергияни тежаш муаммолзри" (г.Бухара, 1993 г.);
научной конференции "Механика и ее применения" (гДаш- , кент, 1993 г.).
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в II работах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованных источников (<оі наименований). Материал изложен на 9& страницах машинописного текста, содержит 41 рисунка, ІІ таблиц -всего iSZ с