Исследование распространения акустических волн в двухфазных системах тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

ТШШСКИа ГОСУДАРСТВЕННОЙ УНИВЕРСИТЕТ

На празах рукопягц якгаза Оирояидин Худвйбердаевич

ИССВДОВШЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИ ЙОЛН Б ДВУХФАЗНЫХ СИСТЕМАХ

01.02.05 - Механика жидкости, гача ч плазш

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физика - математических наук

Тюмень- 1992

Работа вкпсш.зна в Институте механики многофазных систем Сибирского отделения Российской Академии наук

Научньл руководителя - доктор фипнго - математических

наук, профессор А.И.Ивандаев, кандидат физ и ко -ыатематичбе ких неук, доцент А.А.ГУбайдуллнн

Официальный оппонента: доктор фиэико - математических

наук В.Ш.Шагалов, кандидат технических наук В.Б.Донцов

Беду пая организация: Институт теоретической и прикладной 4 механики СО РАН

Защита состоится "___________ 1992г. в_час.

на гаседадои специализированного совета Д 064.23.01 в Тюиенско государственном университете по адресу: 625003, Тшень - 3, ул. Семакова 10, еудЛК физического фа^льтета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного университета.

Автореферат разослан "_"_ 1992г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат физико - г- О

математических наук /{^-^у-^ К.М. Федоров

ОБЩАЯ XAPAfCTSRICma РАВОга

г

В настоящее ipetn одной из актуальных ноблем мяхакикн :п;о-снсгзн является пгюблеиа, связанная изучение»* лгашЯ-шх золи п дзу^фазии. системах» а частности, в ^аскцешягх i'ojiic-•шх средах it з полидислёрсных смесях пара и газа со взвсщоннши включениями «твердой или жидкой фаьи (частицами или каплями). Первые работы по изучении акустических золи в наседенннх nof saltee средах подапясь около сорока лет назад. Тем .га иенео да настоящего времени практически oíсутствуют работы, а которых проведен анализ влияния нестационарных эффектов взаимодействия скол era порист^ среди н наснцащеП её падкости, а такса влиянии нйупругсго поведения пористой среде на эволюцию волн. Распространенна гиустнчэских золи а полидисперсных взвесях таг;е изучено яодостаточно, в частности практически но изучен вопрос о t¡acri-ространеияк слаб!« импульсных всзиуцекиЯ в ?аких системах.

Астуадькость. Исследование распространение монохроматичес-:rsix соли и слабых нмцульских возмутцени!? в насиненных иидкостьо ¡mu газом пористых средах и построение неделей таких процессов п основной актуально с точки зрения решения ш&ггических задач сейсморазведки на нефть и газ, геологических и геофизических исследований дна нора? и океанов и v.п. Для удовлетверительной расшифровки сеЧсиограмм одних только ккнлй..тйчесш1х данных, т.и, 1^иоиальных данных о временах прихода волн, недостаточно. Необходимо цодвлироаать реальные процессы распространения возцуценкй э недрах, в частности затухание волн и изменение их формы а зависимости от пройденного рас стоя игл. Это обстоятельство обуслаз-ливавт необходимость 'детальною исследования особенностей распространения акустических волн в насыщению пористых средах»

Не менее narjtoít проблемой является изучение агустичзских своР:тв полидисперсных двух|Ъазнн\- систем типа аэрозоль. Такие системы широко встречаются а природе (туманы, ...) и яв.мотся рабочими телами о различных установках современной техники (газ, содержащий взвешенные частицы или капли). Швеей как правило является полкдисперснши системами, состоящими из частиц (капель) разного размера. Нестационарные и неравновесные аффекты иетфя-ного взаимодействия зависят от размеров дисперсных включений. Позтоцу акустические свойства взвесей енлыю зрэисят от раопре-

делен® '"аспид по размерам, Эффонты межфазного массообмска такав сильно влияют на затухание и дисперсии волн во ъэвясях. В овнзи с и® нзучониэ волновых гтроцэсеоа (с характер,пля црема-1Ы.Н1, сопоставимыми с вр^ыэнош релаксации капало) в полидиспе-рсньяс ск^темах газ-капли при наличии фаоогк превращений является актуальным.

Цель г 1боты. Целью раба: а является: - исследовать особенности расространенкя монохроматических полн и слабых импульсных всзцущени;. в полидиспероных парогазока-гк тьных системах с различиям спектром распределения капаль по рззмзр&л;

•» исследовать особенности распространения монохроматкчосних волч и слабых импульеныхтзк'/щеккШ в насщенных газом и кпд-кость» пористых средах;

Научная исзизна. Исследовало влияние иолкдкспсрсноетк капель гт. дисперсию и эатухашо а^сткческих волн ч парогаэока-пельнък смесях с учетом неравновесных ч нестацнонариих эффектов межфазього обмена ю;:тульсоь, массой и ензргиой. Изучен эффект немонототгй зависимости заманил волн в полидисперсних взвес-пх с фазовыми превращениями от массового содержания капель в смеси. Впорв1:з исследованы особенности распространения слабых импульсных возмущений в полидислерсных смесях газа с твердыми частицами и парогазокапельных смесях. Изучен-! особенности распространения звуковых волн п слабых импульсных возмущений в пористых средах, насиненных жидкостью или газом с учетом нестационарных сю; мо¡¿фазного взаимодействия и неупр^гого, в частности вязкоупругого поведения скепта. Показано принципиальное влия-нм инерционных и инерционно-вязких сил на затухание -воль. Рассмотрена динамикг слабь« импульсных возцущенк!! в насыщенных ендкостыэ или /азом пористы" средах. Проанализировано влияние граничных условий ча распространен- е волн;

Алробация работы. Основные результаты, полученные « диссертационной работе, докладывались на семинарах »га механика многофазных сстем под руководство-: академика Р.И.Нигматулина (Тюмень» 1989-1992 гг.); на 1У Бсесогоной конференции мологк исследователей "Актуальные вопросы те.иофизики и физической гидрогазодинамика" (Новосибирск, 1991 г.); на семинаре "Акустика неоднородных сред" (Новосибирск, 1592 г.).

Публикации. Ссновныэ. результату диссср-тции опублии-зани i И роботах, список ".оторих приивдеь в концо автореферата-.

Структуу г и объем padoTii, Диссертация с стоит i о поеден.л, leriipr с гдаа, заключения, епис::а литературы к прнложе-'и... Работа лзлогйьа на ГбО стряницах и иллострирсвана 53 рисунками. JnncoK литературы состоит из 133 наименований.

' КРАТКОЕ СОДЕЯКШ'З РАБОМ

tío введении обсуждаются актуальность наследован rat, ттвль и научная новизна работа. Дана кратка информаг. и о её содержании.

В первой главе выполнен обзор теоретических и зк^портлеч-гаяьншс работ по акустике двухфазных систе i, Обсуядается состояния нсследопо! ift по акустике полидамврснюс взаесеЛ насыщенных пористых сред.

do второй к трагьеЯ главах представлены результаты исо.ледо-вакил распространения ацус~ичэсгагх вол г а гтолидисперсних аэрозолях при этс/тстиии .. наличии межфазного массообмена, Прадподагй-бгся, что несущая газообразная фаза аэроол состоит из двух компонент (инертного газа и пара), каядри из которых можно считать калоричоски совершенным газом. Бэоещеннио капки 0 жидкости считаются несшмаемммь. Следуя работе H.A. Гомерова, А.И. Иван-даепа f I] осноаныв уравнения движения по.;идисперсиой газовзвеси записываются с виде

r*"" г""" 4

/t-j M (a) da , алв/| Ka?N(a)da, tot-j

Л"*«»/' > ,

й*ч»

Здесь yf и f- ~ истинная и приведенная плотность t -Я фазы (i» =•1,2), v - скорость, jp - давление, - функция распределения капель по размерам, - интенсивность конденсации на поверхности индивидуальной ¡:йплн, ^ • интенсивность диффузионного •ш.ссообмен_ пара с каплей, аткк и û^ - шшнаапьный и максималь-•шД радиусы капель соответственно, £ - сила, действующая со стороны Н' сущо*й фазы на отделъну» хахшо, касса одной цапли, f -температура, с - теплоемкость, - интенсивность теплообмена t -Л фазы ( i »i ,2) с поверхностью калл», i6 ~ удельная те.лота парообразования, /г. - массовое содержание капаль в смеси, kj - .относительная концентрация j 41 компоненты {j « Vfi ) в газообразной фазе, t. - число' капель в единица объема смеси. Индзксы 1 и 8 относятся к параметрам газовой к дисперсной фази, V и G отмечают параметры паровой и газовой компонент несущей фазы» шдоксш t> внизу <т зчена теплоемкость при постоянном павленяи. Штрихи вверху используются для обсзначэнкя возцтеккй параызтров, индекс 0 соответствует начальному невозмутцешкяу состояния. Велгпшна, залясяцке от ..арадатра О. (радаус капли) от-ыэчаны зкакой ~ азврчу»

При ладаяяя силового, теплового и массового взаимодействия фаз аналогично работе H.A. Гукерова, А Л!. Изандаева н Р.Ь. Ниг-мачуяина { 2] удашваатся зависимость макфазнкх сил f , тепловых

потоков

, г! н.-тенсняностк «ассообмека /„, от час'.-оти коле^анш} си » Интсксиеность ¡¡«равновесного меяфазного ггассообмена jг: оп-рэддллется с покощьо ;:зесстноЯ формулы Герцг -Кнудсена-Ленгк ара. Звлзь парциального /"шлснит пара с температурой повен::кос~и ксгс-вн задается стандартна уравнением Клалзйрока-Клаузиуса, Ташсл збразом систола'уравнений (1) закупается.

Во второй г.:авэ рассмотрен случай яолздисперсной „масс од» юконпснентного газа с твердыми частицами. "раврчния дай®. та гк:х.\_взвеси представляют сСэй частнш случай ураиненкь (1) яри У«в /я 11 Представлена обобщенная зависимое^ комтпк-

;ного волнового числа от частоты юзцупения оз , описшзовдг 1 распространенно звука в такс!»' сред". Приведены результат« рас-ютов дисперсии н диссипации звука о двух^ракциоьнигг взвесях зазннх типоз. Установлено существование особого частотного диапазона длг дпухфракцжжой взвеск с сильно отличавдимися разк-э-кули частиц.Фракций. Показано, что возмущения с частотами из )того диапазона будут рсснростргииться со скорость», определяв«» -оЯ только наличием мал кик частиц, в то а ре ад как их за*уханкз >удет определяться лишь крупными частицами.

Особенности распространения слабих созмучеиий произвольной

форам в полигчсперс 1Й смесн г -за а твер^да!! чб-тицомя при р-л-ш г функциях распределения частиц по размерам изучены с по-«ощыо метода дне кратного преобразования Сурьо. Некоторые результаты расчетов для двухфрак-ционной емзем воздуха с частицами ал шинка при пасс с оси содзр-шиш к частиц т =1 (/>а Л'Ша, % я293 1С, р =0.2, представлены на рис Л. Взерху - зависимости линейного декрэиента

Рис Л.Заьиеимости линейного «'ктомента затухания |Ч2 к фи-овой скорости (?й от частоты

»,1 в дн/хфопкционной смеси.

нилу-соотаетствуплая им карти-а оиолвнии. длинноволнового о.чцущения в такой смеси.

затухания К, (мншой части комплексного волнового числа) и безразмерной фазовой скорости Су а Ср/Ст скорость ъвукр в

чистон газе) от безразмерной ча-

?

сто л Л, . Здесь , гдо а2Л'а1»ДВД - стоксовс вра-

га релаксации частиц радиуса . Внизу - график, .яллюстри^уо-щий оеоС'итости еоолиции слабого дт.лиово.;ноаого воз^щзк я типг "ступенька* в такой смзси. I качестве характерного размера тс-•лщ выбран т)вдлу о а,/ , определяемой формулой

^.«[{/лгЬоа^а )/(17<а)ос1а)]"* (2)

а»1» О™*

Спектр распределения частиц по размерам гслзот вид

Ы(й) = п18(а-а1)+п/(а.~аг) , а([а„1,,ата,], а,саа <3)

где а- и п- - падиус частицы и числовая доля I -Й фракции в смс-сн ( I «=1 ,*;>» Функция распр эделания (3) задана с помощью двух независимых параметров: </-=а?/ахи

Характерней особенность» структуры волны в тагэй взвеси кв-ляетег наличие двух (А и В) точек "излома" (в отличие от водны в еионодисперсной екзеи, .шепдий излом только в точке А). Передний фронт солны (скачок, точка А) движется с замороженной скоростью звука в с».. ;си С, » С, - скорость звука в газе), а

' Ш ¡гШ

его амплитуда затухает по экспоненте с показателем к ' > где ^ -заморолегный декргыект затухания (линия изобразз-

на штриховой линией). Участки АВ соответствуют зонам ролакеацш у.олюгх частиц. Точки В на дисперсконинх кривых приближенно соответствуют частотам, при которых реализуются "равновесно" колю« и "зоморол-.енность" крупных частиц относительно газа. Ссогветстау-щие этии ^астогш гармоники- волн движутся сс скоростями близкими к скорости Се, ( Се, - равновесная скорость звука по фазо мелких гаст:'ц) и затутют с докреыг-нтом близким к (- замороженный де|сремечт зтухамед по фазе крупных частиц). Значения безразмерных времен 1 / св, и ¿/Се, , соответствующие временам прихода волны движущейся с равновесной скоростью ьвука Се, в точки х -I и =3, показаны рчртика,.ьнши штриховыми линиями.

Третья глав" псвяпцена исследованию распространения акустических "олн а полидисперсных сшслх газа с паром и каплями жидкости с учетом неравновесных и нестационарных вффэктов мекфазно-го обмена ма:сой, импульсом и энергией. Приведены результаты расчетов скорости и затухания звука в полидисперсной смеси воздуха с паром и каплями вода. Отмьяеио сильное влияние ыежфазного

наесообмена на затухание низкочастотных роз- лаый • Показано, что затухание низкочастотных возцущеклА в полидк-персных сьесях с достаточно мал».« кассовым содержанием капе.:ь в осг "шном определят: с-^фэктами мзяфазнэго ¡лассообмека. При этом за?, ханио низкочастотного воз^ечвд. как и з акустике мокодн^персных ьз-вессЯ, немонотонно зависит от массового содержания капель в смзсп.

Изучало влияние ' полидиспврсности взвесл на её акустически" взоЯстза, Показано, что гри малых массовых содержаниях капель эффекты полиднслерсносг.! слабо влияют на дисперсия и диссчпацко всзцукений в парогазокалолышх смесях. С увел'тчением массового содержания пэек-лзнноЯ фазы влияние полидисперсности ка акусти-. таскио свойства взвеси становится более за :етнкм. При этом зату-<аиио акустической волни э полиднсперсной взвеси с ривноморкш заспределониеи масс фракций по размерам капель в зависимо« ги от IX массового содержания может бить как больше, так и меньше за-гухгшия-п мокоднеперсних в'весях с характерным радиусом а}1 при гом по кассовом содержании капель.

С использование!,! техники быстрого прес фразовой1,и бурье про-зедено исследование особенностей распространения слабых импульсных возмущений в полидиепчреных парогазокапельных смесях при эазличкых йушщютх распределения капель по размзп&ч, Показано, гто затухание слабых импульсов в полидисыорсньос парогазокапельных с».йсях, также как и затухание данохроматичеспик волн, нено-(отонно зависит от массового содержания взвешенной фазы т. . !спойноо влияние на затухание импульсов в полида..персноЯ ззвзо^ : малым п оказывают оффекты дакфазного тепломассообмена.

На рис.2 проиллюстрировала, картина эволяции слабого ккщуль-:но<х> возцущения з полиднсперсной смеси воздуха с паром и кап-¡яни вода ( ра =0ЛМПа, =0.1, Та =327 К), когда радгтед&лениэ ¡асе фракций по размерам капель равномерно: М(й)~ сот-й"1. В сачестве характерного разь.зра использован радиус а)Л . Сплошные I штриховые линии соответствуют случаям реального =0.04,где р> - коэффициент аккомодации) и заворошенного (Р =0) массооб-<енп. Числовые указатели у приаих соответствуют расстояниям от кота инициирования импульса в метрах. Видно, что массовое со-Юрдашие капель а смеси сильно влияет на трансформацию начального прямоугольного импульса в процессе его распространения,. При

гл =0.01 затухание в целом больт чек при "I =0Л, что связано с немонотонной зависимостью затухания низке частотных гармоник от массового соде]

кя капель во взвеси. При низких массовых содержаниях капель /п =0.01 низкочастотные составляющие импульса за»ухают больше, чем при значительно больших содерж.- нслх купель яг «ОД» Что касается высокочастотных составлю вдих импульса, то здесь наблюдается обратная картина: при т =0.01 фронт волны».состоящий из высокочастотных гармоник затухает мало и распространяется практически с замороженной скорость» звука о смеси С^ {скоростью звука в несущей фазе при отсутствии капе.-ь С} = С,„ ). С увеличением массового содержания капель до /п =0,1 фронт волны начинает затухать значительно сильнее, Из рис,2 <и!тркхось,е линии) таюко видно, что а смеси с малым массовым содержанием капель, где отсутствуют оффектгд ыассообмена, форма "и-Пульса пр! его распространении практически ;:э меняется.

Четвертая глава посвящена исследованию особенностей распро« •гранения монохроматических волн и слабых импульсных возмущения г насыщенных кидкоси.э или газом пористых средыс. Изучено слияние нестационарных аффектов мегф-зного обмена кмпульсом, а ташз эф. фзктез влзкоупругою поведения скелета пористой среда на распрос траление волн, одаолнено ..ачественное и количественное сопоставление результатов расчетов о известными экс пориментал ькими данными.

Система яинеаризовгнивс уравнений плоского однояогчто нестационарного движения н&евдекной пористой ^реды записана в еле-д диги ¿иде (Р.И. Нигмачулин ¿3]):

+т л О ' к УГгв д* 0

Рис,2.Особенности эволюции слабого импульсного ьозцу-этя в полвдисперс-ной парогас л'лпельней сиеси, Сплошные линии -расчет с учетом тассооб-нена, штрихоыло - без учета.

й ш dp д<т£ _ , _ _

^af-^te^ to ^ + '

Ж ъч Ж--rs— ' 5ег»е—0«% >

, fit, -л* л.

(4)

зс

Здесь £>iS и Pip - приведенные коягрануляриые напряжение (продольное ) к дао ленив, Sff , 5j>; , botx - отклонения соответствующих величин от их значений , рсо , fis , в исходам* равновесии* состояниях, Fp - аналог сшш вязкого треки Стокса. Fm - сила присоединенной массы, F0 - аналог наследственной силы Басс*4 из-за н9ст£Щ!!онарности вязкого пограислон вблизи граница с твердо?! фазой.Представленные онралання для ечл Fjt и FB соответствуют ус-танооивгкмся гармонически возцрцзнияи о частотой и) .Через йд. обозначен радиус пор или зерен; ^ , ^ , -)0 - коэффициенты учитывающие влияние взаимодействия зорей, - скорость звука п, и объемном сшггип, - продольная скорость звука в пористой среде,

Ншшыз »шдо>"гы I =1,2 oikoc.it л к парашгре^ еидкости к скзлг?а соответственно. Индекса е к ^ соответствуют статической и динамической деформации среди, Ь& - время релаксации налрлкешй,

И работе получено и исследовано дисперсионное соотношение для с стеыы уравнений (4). Изучено распространенно (иусФичвс&к аслн в односкоростной вязкоупругой срзде. Установлено, что затухание импульса в такой срэдо немонотонно зависит от аромзнп релаксации. Наибольшее затухание импульса наблюдается, когда время релаксации равно характерной длительности импульса.

Исследованы дисперсия и затухание монохроматических волн в насыщенных жидкостю или газом пористых средах. Показано, что затухшие быстрой (деформационной) волны определяется в основное диссипацией из- а трения меаду эериаш твердой фазы, влияния ко» торого ыожет глно гократко превышать влияние вязкости жидкости. Интенсивность затухания медленной (фильтрационной) волны существенно превышает интенсивность затухания быстрой и определяется "в основном иегфгпни« силовш взаимодействием.

Установлено, что с увеличением шзкости кидко'й фазы затухание Кб. денной ^олни усиливается. Затуханию этой волна способствует также изкоупругое поведен :е скелета и наследственная сила Бассг, п пористой среде, насыщенной газон, аналогично пористой среде, насш-иной жидкостьо, иогут распространяться две волна: быстрая_(деформационная) к медленная (фильтрационная). Ьид дисперсионных зависимостей дня насыщенных газом «ли жидкостью пористых срэд качественно не отличается.

Изучены особенности распространения слабых кицульсных соз-цутений а насыщенных пористых средах и влияние вида гоздействия на среду !граничных условий) на формирование и эволюцию импульсов.

Б качестве примера на рис.3 приведены результаты расчета распространения импульса в среде, представляющей собой сыесь шариков оргстекла с бензином. Проиллюстрирована картина эволюции волн приведенного напряжения и скелете , давления в ¡кидкоП фазе и полного напряжения ь пористой среде 86' , возбузда-емнх воздействием на кидг-ю фазу среда. Использованы следующие значения определявших параметров: =0 ЛМПа, =0.35, а, « =100шм, Сл, =900м/с, Сч =1200м/с , ¿>,<? =1000м/с, =1б00м/с, * *0.69ыс, ч «ГОО, 1„ »6.15, % =1.Ь.

«й

О,!

х-9

т

V

о, 5

0,2 »с

я,в

X'0,015 м

0,1

<,*«с

0,4

-т.

{Г

х*о,тм

0,1

Рис.4.Сопоставление расчетных (атриховые линии) и эиспаримен- • тальшсс [ 4](сплогсниэ ллнии) ос-цаллограш.

Рис.3. Эиоляция воли дав-лечня и напряжения в пористо?! среде из шариков оргстекла, насыщенно:? бензином,

Еидио, что начялышЯ нш.ульс распадается на две волны -бистру» (гдч глдкость и скелет снимаются одновременно) и медлен-ну» (где квдкость снимается, а скелет расширяется). В процессе ссоого распространения медленна! золна затухает значительно снльиео, чем бистрся. Аыплтуда быстрой волны давления меньше, * Вд!» амплитуда быстрой волны напряжения. Скорость распространений

бистро!! солии С больше, а скорость медленной оолш С нень-сз, чем скорость звука С„ во флоидэ, заполняющем поровое прос-Скоросты быстрой и нздяенноЗ волн сштаеш соотношением

траиство

си *'

Установлено, что способы икицшров&'ш волн в насыщениях пористое ерэдая сильно олшат на их формирование и эзолвцио. Эволюция волн сильно завис к*? я от вида флюида, ваевдаетего пористую среду. В нссщэннмх газом пористых средах ролнечая карпна сильно

^' ренео получено С.9. УришлееьсМ.

13

зависит от способа иннциир .ваши волги. Если волна ишщигщуехса воздействием па газ или одновременным воздействием ка газ i. tía пористый ск-элат, то по скелету распространяются дсе волну - Q:c • троя к медленная, а по газ/ - лишь медленная волна. Если волиа вазбу-вдается воздействие« только ка скелет газонаседзнноГ» пор:м-т'>й.среда, тс в газе волны ив возбуждаются, a rio скелету распространяется лишь быстрая волна, tí быстрой водно пористы»! скеяа? скиыазтся, в медленной - газ сжимается, а скелет расширяется,

ó насыщенных • вдкостьв пористых средах независимо от способ' инициирования быстрая и медленная волны распространяются одновременно по скелету и по кидкости. Если волна аозбугдаатсп воздействием только на дшдкость, то при прохождении медленной волны шдкость сишазтся, а пористый скелет расширяется, Если волна возбуждается воздействием только на скелет или одноаремон-нш воздействием на скелет и на жидкость, то наблюдается обрат-пая картина; пористый сколет в медленной волна снимается, а "вйдкость расширится. Независимо от способа инициирования солки как скелет, так к поройся падкость в быстрой волне сжимается, Амширт^да о'цстпых волн но зависят от условий их инициирования,

ó работе проведено тагскэ ^следование волн разрекенкя в Н4-сще"ных пористых средах. Показано, что поведение таких волн аналогично поведению слабых волн сжатия. Наблюдаются как медленные, так и быстрыз волки разрежения, эволюционирующие по тец ез закономерностям, что и волны сжатия.

проварки адекватности использованной модели расчету проводились применительно к экспериментам Ь.^.Донцоаа, tí,ü,Кузнецова и й.Ш.Накорякова ( 41, а также экспериментам Van G^íft.ien•{ 5}. Ре ультаты расчетов хорошо согласуется с экспериментальными данными (см., например, рис.4).

OCHCtíHiiÜ tüiriC.W

- При распространении слабых монохроматических возмущений в дву-хфракционнах смэсях с сильно различающимся размерами частиц существует особый диапазон частот, йозцущения с частотями из отого диапазона распространяются со скоростью, определяемой только наличием мелких частиц, в то ке время как их затухание определяется лишь крупными частицами.

- Структура слабой ударной волга з двухфракционной скоси с сильно различающимися размерами часткн имеет две характерных точки излома. Пер..ал точка двпяетсл со скоростью звука в газе без частиц, вторая - с равновесноП скоростью звука в "нес:: газа с мед-iaff.ni частица«!. Затухшие амплитуды со я пупе игл в первой точке излома определяется значением замороженного декремента затухания для а.'.оси в цело«. Затухание амплитуды возмущения во торой характерной точке - значением замороженного декремента затухания а смеси газа с крупными частицами (при этом мелкие чаетт^ц находятся ч полном термодинамическом равновесия с газом).

- Вид функции распределена капель по размерам в парогозокапедь-кых взвесях с малым мзссоеич содержанием капель гп~ 0.01 практически ке влияет на вид дисперсионных кривых в диапазоне низкал частот £ ^ 0 . и то ке ирега изменение кассового содержания капель сильно влияет на трансформации прямоугольных ячгт/льсоз а процессе их распространения. Это обстоятельство связано с раз- ' Fn.ni характером зависимости затухания импульсов от кассового со-Аортанйд для гармоник разных частот (немонотонна« для низко- и конотонним для високочастотннх гармоник).

~ При распространении возмущений а насычежш пористых средам они распадаются на две .волны: быструю (деформационцуи) и медленную (фильтрациотую). Затухание быстрой (деформационной) волны в основном определяется диссипэдкеЯ из-за трэнил между зернами твердей фазы, влияние которой может существенно превышать влияние диссипации из-за вязкости жидкости. Интенсивность затухания мздле.шой волны многократно превышает интенсивность затухания бистро С! и определяется з основном меззфазным обменом импульсом. С увеличением вязкости жидкой фазы затуханиз медленной волны усиливается. Затухания этой волну способствует та:п;е вязкоупру-гой поведение скелета и наследственная сила Бассэ.

- В насыщенных газом пористых средах В' :ноеая картина сильно зависит от способа инициирования волны. Если волна инициируется воздействием на .аз или одновременны}.? воздействием на 1 аз и на скэлет, то по скелету рьспростракаатся две волны - быстрая н медленная, в то время ка;. по газу лиль медленная волна. Если волна возбуждается воздействием только на пористаЧ скелет, то в газе волны не возникают , а по скелигу распространяется лишь быстрая волна, б быстрой яолне пористый скелет сжимается, в медлен-

ной - расвг/тавтся. Газ в медленной волна сжимается.

- В насыщенных шдкостьа пористых средах независимо от способа инициирования возцущений быстрая и медленная волны распространяются одновременно по скелету и по жидкости. Если волна возбуждается воздействием только на кидкость, то при прохождении ызд-х нной волны жидкость сжимается, а пористый скелет расширяется. Если волна инициируется воздействием только на скелет или одновременный воздействием на скелет и на жидкость, то наоборот: скелет в медленной волно снимается, кидкость - расширяется. Б быстрой в'лна скелет н поровая жидкость скимаютсч при любой способе гашциирова-ия волны.

- Медленные волга в насыщенных жидкостью пористых средах вооб-шэ не возбуждаются тогда,когда инициирование проводится опл "временным воздействием на скелат и жидкость таким образом, что амплитуда возмущающих сигналов в точности соответствуют акониту дал формирующихся а фазах быстрых волн. Амплитуды быстрых воли в та--ких средах определяются только свойствами фаз и характером их взаимодействия, и не зависят от способа инициирования тогда, когда суммарное начальное воздействие на среду одинаково,

Результаты диссертации сцубликоьаны в следующих работах:

1. Губайдулл.»н А.А.Дусаев Н.Д.,Якубов С.Х. Линейная теория плоских одномерных волн в насыщенных пористых срсдах//1'топ; исследований ТШМС ЦТ СО АН "СССР,PI.-Новосибирск.-1990.-С. 33-35.

2. Губайдуллин A.A. »{¡(усаев Н.Д, ,Я^о'ов С.Х. Исследование линейных волн в насыщенных пористых средах//0тчет о НИЬ ТОКИО ИТ СО СССР.4? ГР 01.90.0055072,Инв.£> 02.90.0043814.-Тюмень

■ -1990.-47с.

3. Губайдуллик A.A..Якубов С.Х. Исследование разпространенид слабых импульсных возцущений в насыщенной пористой среде// Отчет о НИР $22 ТШС ИТ СС АН СССР.-№ ГР 01.90.0055072,Инв.& 02.91.00I57C6. -Тюмень__1991 .-44с.

4. ГУоайдуллин A.A.,Якубов С.Х. Динимика слабых импульсных возцу щений в насыщенной пористой с раде//У. тоги исследований ИМС СО АН СССР. -Томень. -1990. -V»2. -С, 45 -4 ri.

5. Якубов С.Х. Исследование импульсных ьозцутений ь нчсыцешшх пористых средах//Акчупльные вопроси топлгфиэ. и Фин. гидрега-

S6

оодинам.:1У Воес, конф, колод. иссл-й. Тез. докл.- Новосибирск. -I99I.-<3.82-83.

6. Т^байдултен Л.А.,Якубов С.Х. IL еле/ 1ванио одномерных линей-¡nrx волн в пористой среде, насш;екной жидкостью или газон// Отчет о НИР КЧЗ ИШС СО РАЯ.-4? ГР 0i.90.00&b072, Una .Я- 02.92. 0003403.-Тюмень.-1992.-62е.

7. Иваидавл А.И..Губайдуллин Д.А.,Гомеров Н.А.,Якубов С.Х. Исследование распространения акустических волн в полидисперс-нчх смесях газа с паром и каплями жидкости// Отчет о НИР ÍM8 1ИМС СО РАН..» ГР 01.90.0055072.-Тюмень,-1992.-58с,

0. Губайдуялки А.А.,Янубои СЛ. Исследование распространения плоских одномерных линейннх волн п пористш: средах, насиненных яидкостьв или газом/Д) сб. Динамика сплошной средн.-Игс-ти'./т гпдродина1"пш СО РАН.-Новосибирск.-1992 (п печати).

9. Губайдуллин.Д,Л..Якубоз С.Х. Распространение линейши "мпуль-cüiíx возмущений в полидисперснмх изрогаэокапельтлх смесях// • Б сб. Динамика сплошной среда.-Институт гидродкнамлкя СО РАН.

-Новосибирск.-1992 (в печати).

10.öuboidaXlia A.A.,l4usaev U.S., íuxubov S.KJi. Ыдваг 1'hoor.y of Pinns Oae-DiKaasionnl waves ia Saturnted Porous Medie// transections of'I'D МШ.-flo.l.-Tyumen.-19УО.-P.29-32.

IJ.üubaidullin A.A. .Yaicubov S.Ki. Dynamics of week pulaoe ia Saturated porous aediua//l'ransnctíoa3 oí TIMMS, -tío. 2.~ Туишеп. -1991 .-Р. 57-«+*».

Литература

1. Гунвроа H.A., Иваядаев А.И. Распространение звука в полидисперсных газовзоесях//1ИЩ. -1988. . -С .1x5-124.

2. Гумеров H.A., Ивандаеа А.И., Нигматулин Р.И. Дисперсия и диссипация акустических волн в газовэвйсях//ДАН СССР.-1983,-

Т. 272, КЗ. -С .560-563. 3,. Нигматулин Р.И. Динш ика многофазных сред. 4.1.4!. :Ноука,-1987.-464с.

4, Донцоа И.Е., {^знецов L.ti., Накорякоа d.E. Распрсстранзнкз воли давление с пористой среде, иасадэнлой хшдкост ьа/ДкШТй„ -1933.-SI. -С Л20-130. б. Vim dtsr Jrintea J.U.IS. Ал experimental study of fibock-iiduced wava propagation iu dry, water saturated, aad partially saturated porous aedia.-Tech.Uaiv.Eindhevea.-Hetnerlwid3.-1^87.-11lp.

i