在工程領(lǐng)域和理論研究過(guò)程中,氣體或氣溶膠之間的擴(kuò)散、混合問(wèn)題是我們經(jīng)常能夠遇到的。當(dāng)下有很多關(guān)于此類(lèi)問(wèn)題的討論,但是大部分的研究都把重點(diǎn)放在了小分子在某些介質(zhì)的擴(kuò)散上 ^[1],極少有對(duì)于兩種以上氣體的擴(kuò)散混合問(wèn)題的研究,本文討論了兩種氣體在高壓作用下的擴(kuò)散混合問(wèn)題,對(duì)于此類(lèi)問(wèn)題做到了一定程度上的補(bǔ)充。本文通過(guò)對(duì)流體力學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)Kr和Xe兩種氣體在密封空間中經(jīng)高壓釋放后的擴(kuò)散混合問(wèn)題進(jìn)行模擬,進(jìn)而完成了對(duì)密封空間內(nèi)兩種氣體的擴(kuò)散混合規(guī)律進(jìn)行了討論。

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【部分圖文】：

圖1模擬實(shí)驗(yàn)布局圖

為了研究高壓沖擊下氣體擴(kuò)散混合問(wèn)題,進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。具體實(shí)驗(yàn)布置如下圖所示:如圖1所示,為仿真實(shí)驗(yàn)布局的剖面圖。炸藥被放置在畫(huà)面中央。在儀表的左右兩側(cè)各放置三個(gè)圓柱體,長(zhǎng)度為0.3米,半徑為0.05米。15L氣體氙氣,右邊三個(gè)鋼瓶共含300L氣體Kr。

圖220GPa壓力下2400s時(shí)空間中Kr的體積摩爾濃度范圍取樣點(diǎn)個(gè)數(shù)

通過(guò)模擬我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)間達(dá)到2400s時(shí),Kr和Xe仍然沒(méi)有完全均勻擴(kuò)散,但已經(jīng)非常接近均勻狀態(tài)。而且,不可能實(shí)現(xiàn)完全的一致性。此時(shí),我們認(rèn)為這兩種氣體在z=5平面上是均勻混合的,但我們無(wú)法確定這兩種氣體在整個(gè)空間中是否達(dá)到了均勻狀態(tài)。我們可以用下面的圖表來(lái)判斷。如下兩圖是240....

圖320GPa壓力下2400s時(shí)空間中Xe的體積摩爾濃度范圍取樣點(diǎn)個(gè)數(shù)

圖220GPa壓力下2400s時(shí)空間中Kr的體積摩爾濃度范圍取樣點(diǎn)個(gè)數(shù)通過(guò)計(jì)算,我們發(fā)現(xiàn)混合不均勻度的值已經(jīng)低于0.05,從工程的角度來(lái)看,這個(gè)時(shí)候我們可以認(rèn)為空間已達(dá)到均勻狀態(tài)的氣體擴(kuò)散和混合。氣體混合均勻,結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確。同時(shí),壓力入口-質(zhì)量入口切換方法的應(yīng)用是直接可行的。

圖２．１流體力學(xué)的三大研究方法??

圖２．１流體力學(xué)的三大研究方法??的控制方程組??

本文編號(hào)：3962674