Изотермическая диффузия в многокомпонентных газовых смесях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

КАЗАХСКИЙ ГССЩРСШШШЙ НЛЩ!СНАДЫ1ЫЗ ШЕЗРСШЗТ иу. АЛЬ-ФАРАГО

РГ8 ОЛ

На 'ариах рукописи

ЗЛБРЕН ЮГЙЯ ИВАНОВИЧ

'изоззгакчзшя ЕИФФУ8ЙЯ 3 ИНОПЙОМШШНТНЫХ ГА80ВНХ С112СЯХ

01.04-.Л -- Теплофизика и цогакулярнап ^кзкка Автореферат

диссертации на соисканий учз.но!1 сгепзни доктора физико-цатвматичаових наук

Агав ты, 1993

Рабою зыцоЕНЗна з На5чио-ассладоза.савюкоа sncsiisj'sc пкспарЕкзисальной « геориичаокой фиоиан при КпзГУ им. Авь-Фараб^

Ьздущая организации - Инслнауг пзорганичзоаой гкаин СО ЕШ г, Новосибирск

Официальные шщопс и ms чкн-корраеповдаиг HAH PK, доетор

фнзико-Цсианатических на;1«,' профзссор Лукьянов АД'.

доки'ор фиаико-иатбцаявч'еских наук, прс^ссор Саш sua в В. Д. доктор технические иаук, главный надчний согрзйпйк ría с сер и В.Е.

Защита cooïouïcîî " 1-0 " ЯлА^ууЙО- ISS4 г, г, 'IS °часои на заседании сиащшлиаиромниогс соБзгаД К/А.01.01 яри '¿aüuxQKou государства инм национально!: рига peine sc ни, Аль-Фарасг ( ^80012, Aaaasa, 12, зл. Тощ бн, 96, физвчаоккЗ ¡$акуяьтав ).

С двсозр5ацвзй U0KI10 оаиавоыы-ься в бибпктзкз КазГУ A3íopj(T,apaíí рааоедан '•'' £ " ^¡^¿Jqû^JL

¿'чзный cuitpesapL ецзциа лавяроьанкого ооьега,

профессор Offke*-*^^***- ïIcsïeeB С „И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Самопроизвольное проникновение одного вещества в другое - явление известное пак диффузия, широко распространено в природе л технике. Ни один нассообненный лро-цесс современного производства, например, синтез аммиака из природного газа, горение газообразного топлива невозможно рассчи- ' тать не зная закономерностей диффузии, В настоящее время при разработке и расчете промышленных аппаратов химической, технологии, ракетной техники уне недостаточно знания констант массопереноса, ограниченного только бинарными смесями. Однако в справочной литературе вопросы сполного массообмена освещены очень неполно. Практически отсутствуют систематизированные исследования особенностей многокомпонентной диффузии, не проводится обобщение результатов экспериментов, о из рекомендуемых способов расчета диффузионных характеристик в основном применяются наиболее простые, полученные для ряда частных случаев диффузии, и, поэтому не всегда отражающие реальности процесса. Изучение многокомпонентной диффузии, ее особенностей, различных методов описания - вот те задачи, которые на сегодняшний день стоят перед исследователями.

Для описания многокомпонентного массопереноса чаще всего используют систему уравнений Стефана-Максвелла, но так как они чрезвычайно сложны в практическом приложении, то приходится применять либо численное интегрирование, либо прибегать к какому-нибудь приближенному методу, позволяющему получать достаточно точные результаты при расчетах.

Одним из таких методов является метод эффективного коэффициента диффузии ( ЕКД )» Применение ВКД, выступающего как характеристика суммарного массопереноса компонента, позволяет дать не только физически обоснованную картину диффузионного процесса в многокомпонентных смесях, но и произвести необходимые'количественные вычисления. Использование'ЭКД значительно упрощает по сравнению с матрицей коэффициентов расчет диффузионных потоков в многокомпонентной системе. Если учесть, что на сегодняшний день отсутствуют экспериментальные методы намерения коэффициентов многокомпонентной диффузии в газах ( коэффициенты мояно вычислить, но трудности вычисления существенно возрастают с ростом числа компонентов смеси ), то преимущества метода ЭКД становятся очевидными.

В связи со сказанным выше, представляем научиый ипракти-чески!! интерес исследование диффузии в многокомпонентных газовых смесях в самом общем виде, когда концентрации компонентов соизмеримы, распределение их произвольное. Изучение не ограничеваеа:-ся одной системой отсчета, например, 'среднеобъемной и только одним экспериментальным методом. Постановка экспериментов по измерению коэффициентов диффузии в многокомпонентных газовых смесях задача довольно трудоемкая и требует от исследователя определенной квалификации. Именно благодаря эксперименту были выявлены ранее неизвестные особенности многокомпонентного массопереноса: диффузионная неустойчивость и циркуляция газа-разбавителя в диффузионном канапе. Исследование диффузионной неустойчивости ( концентрационной конвекции ) - явления чрезвычайно сложного, но интересного как с точки зрения практического приложения, так и теории в актуальности не вызывает сомнений.

На сегодняшний день для описания явлений переноса широко применяют строгую кинетическую теорию. Однако, как показал в ряде работ Н.Д. Косов, диффузию в газах мошш с успехом описывать менее формализованной элементарной кинетической теорией.Максвел-ла-Еольцмана-Дкинса ( ¡Щ ). Эта теория нашла применение в наших исследованиях.

Оксперимекташше методы измерения коэффициентов диффузии а многокомпонентных системах требуют постоянного совершенствования через разработку оригинальных диффузионных приборов и устройств, другого необходимого оборудования. Такой подход.позволил приступить к разработке таблиц рекомендуемых справочных.данных по.аффективным коэффициентам диффузии техзшчески важных .г'азоЬ.

Таким образом, краткий анализ наиболее ванных проблэы многокомпонентного массопереноса свидетельствует о необходимости не только их изучения, но к практической реализации в различных технических устройствах.

Цель работы? Более полное раскрытие физического механизма диффузии в многокомпонентных газовых смесях, возможность применения идеи о молекулярной и гидродинамической составляющих при. многокомпонентной диффузии ( роль молекулярной и гидродинамической составляющих в бинарных'газовых смесях достаточно изучена и отражена в ряде публикаций и диссертаций ).

Дать анализ системам отсчета при измерении коэффициентов диффузии з многокомпонентных системах, так кап такая задача в

сложных смесях не рассматривалась.

Измерить коэффициенты диффузии в различных многокомпонентных смесях б широкой области параметров для различных условий. В связи с этим провести дальнейшее соверпенствованпе экспериментальных методик исследования диффузии в газонах смесях. Исследовать влияние газа-рэзбавителя па диффузию основных компонентов. Дать анализ методов расчета коэффициентов диффузии в многокомпонентных смесях и продолжить разработку метода ЭКД.

Провести комплексное исследование параметров и условий, по-рогсдавцих в гидростатически устойчивых трзхкомлоиентиых газовых екгенх конвекцию» а вместе с кг И и диффузионную неустойчивость. Изучить характер течения диффузионного процесса в случае ее возникновения. Определить области существования устойчивой и неустойчивой диффузии.

Научная новизна работы:

1. Стационарны].', проточным методом на различных диффузионных кюветах при температуре 298 К и атмосферном давлении в различных системах отсчета в широком интервале концентраций в 21 трех- и четырехконпонентных системах измерены коэффициенты диффузии. Для ряда смесей такие измерения выполнены впервые.

2. Измерзни скорости компенсирующих потоков, реализующих в диффузионной ячейке средне объемную или. среднечасовую системы отсчета.

3. Выявлено влияние газа-разбавителя на диффузию двух основных. Показйно, что соответствующий подбор балластного газа .может либо интенсифицировать, либо замедлить диффузию активных компонентов.

£и Показано, что для описания многокомпонентной диффузии, в частности, в средне импульсной системе отсчета применима теория МЕД, которая неплохо согласуется с экспериментальными данными.

5. Усовершенствована методика работы при измерении коэффициентов диффузии стационарным прсточнш методом в средне импульсной, средне объемной и. средне мае совой системах отсчета.

С>. Предложен и изготовлен ряд приборов я аппаратов, в том числе способных к эксплуатации при шшйенных давлениях л визуализацией процесса. ' '

7. Обнаружено'явлзниг диффузионной неустойчивости'в некоторых трехкомлонентных 'газовых смяеих.

8. Экспериментально определены условия, порождающие неустойчивое течение диффувионного процесса. Соблюдение либо несоблюдение этих условий может приводить или к устойчивой, или к неустойчивой диффузии..

9, Обнаружена циркуляция до диффузионному каналу газа-разбавителя в случае неустойчивого процесса в системах с балластным газон.

10, Рассмотрена математическая модель диффузионной неустойчивости для плоского слоя. Определены облаем существования устойчивой диффузии, монотонной и колебательной неустойчивости.

11, Показано, что метод эффективного коэффициента монет с успзхон применяться при описании массопереноса в различных многокомпонентных газовых смесях.

12, Для ряда многокомпонентных систем ЕКД представлены в качестве рекомендуемых справочных данных.

На защиту выносятся:

1. Применимость идеи о молекулярной и гидродинамической составляющих диффузии б многокомпонентных газовых смесях, которая физически просто объясняет особенности многокомпонентной диффузии. . . , * ■

2. Метод эффективных коэффициентов и его приложение к описанию многокомпонентной диффузии.

3. Экспериментальные данные по истинным и аффективным коэффициентам диффузии в многокомпонентных газовых смесях, а также теоретические методы расчета.

'ы Аппаратура и методики измерения коэффициентов диффузии в широкой области параметров, различных условиях, различных'системах отсчета в многокомпонентных системах,.

5. Явление диффузионной неустойчивости. Влияние на ее возникновение давления, концентрации, температуры, коэффициентов диффузии компонентов, геометрических размеров диффузионного канала и.ряда других условий.

6. Некоторые особенности массопереноса в трехкомпонентных газовых смесях с балластным газом.

7. Математическая иодель диффузионной неустойчивости в трр.хкомдонен'люй газовой смеси дня плоского слоя.

Практическая ценность работы. Предложен метод эффективных коэффициентов диффузии для описания в широкой области параметров массопереноса в многокомпонентных газовых смесях.

Экспериментальные данные по коэффициентам диффузии исследованных систем могут Сыть использованы при ращщдлд: .массообмеиных процессов в различных технологических схемах, где лимитирующую роль играет диффузия.( горение, массообменные процессы в порах катализатора и т.д. ).

Результата исследований ЕКД и системах водород-азот-мзтан, зодород-азот-аргон, водород-азот-аммиак з области давлений от 1,0 до 5,0 1ЛПа и концентраций компонентов в исходных бинарных смесях от 0,1 до 0,9 мольных долей и температуре 298,0 К утверждены в качестве таблиц рекомендуемых справочных данных'и могут быть использованы при расчете.массообмеиных процессов при синтезе аммиака из природного гаэа.

Данные, полученные при изучении диффузии в системах с балластным газом, позволяют находить оптимальные скорости протекания массообмеиных процессов через соответствующий подбор газа-разбавителя.

Исследования явления диффузионной неустойчивости и условий, влияющих на ее возникновение, позволяют давать рекомендации как по постановке экспериментов, так и проведению расчетов в многокомпонентных газовых смесях, в которых возможно проявление концентрационной конвекция. Это позволит избежать ошибок при расчетах и проектировании массообменных технологических схем. С другой стороны,, исследование явления диффузионной неустойчивости представляет и чисто научный интерес.'

. Апробация работы/ Отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на: Всесоюзном семинаре "Актуальные химико-диффузионные проблемы в свете задач повышения эффективности восстановительных процессов". Днепропетровск, 1977 г»; Выездном заседании секции теплофизиче'ских свойств веществ Научного совета АН СССР по комплексной проблеме."Теплофизика". Алма-Ата, 1982 г»; УП Всесоюзной конференции по теплофизическим свойствам ведеств. Ташкент, 1982 г.; Ш Всесоюзном семинаре по гидромеханике и тепломассообмену в невесомости. Черноголовка, 1984- г.; УШ Республиканской межвузовской конференции по математике и механике, посвященной 50-летию КазТУ им. С.М. Кирова. Алма-Ата, 19&'ь г.;.Научнб--теоретической конференции, посвященной 50-летию.КазГУ им; С,М. Кирова ( физико-математические науки ). Алма-Ата, 1984-т»; Всесоюзной'совещании-семинаре молодых.ученых "Явления переноса з газах и яидкостях". Алма-Ата,. 1985 г.; Всесоюзной научно-технической конференции "Теплофизичесяне измерения в'решении актуальных

88д8ч современной науки и ¡техники". Киев, 1985 г.; Заседании секции "Теплофизические и иассообманные свойства веществ" научного совета по проблема "Массо- и теплоперанос в технологических процессах" ГЛ1Т СССР. Алма-Ата, 1986 г.; У1 Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике. Ташкент, 1986 г.; Заседании президиума секции теплоэнергетики Научно-технического совета Минвуза СССР. Алма-Ата, 1986 г.; Всесоюзной конференции по кинетической теории разреженных и плотных газовых смесей и механике неоднородных сред. Ленинград, 1987 г.; IX Всесоюзной конференции по динамика разреженных газов. Свердловск, 1987 г.; Всесоюзном совещании-семинаре молодых ученых "Новейшие исследования в области тедлофизичеоких свойств" ( IX Всесоюзная таплофизическая школа ). Тамбов, 1988 г.; X Всесоюзной конференции по динамике разреженных газов. Москва, 1989 г.; IX Республиканской межвузовской научной конференции по математике и механике. Алма-Ата, 1989 г.; Всесоюзном соващании-сеыинаре молодых ученых "Тедлофизика рейак-сирующих систем" ( X Всесоюзная таплофизическая школа ). Тамбов, 1990 г.; Международном симпозиума "Генерация крупномасштабных структур в сплошных средах", Периь-Ыосква, 1990 г.; X Международном конгрессе по химической технике, проектированию химического оборудования и его автоматизации. Прага, 1990 г.; Рабочем совещании по структурам Министерства народного образования КазССР. Усть-Каменогорск, 1990 г.; У Всесоюзной конференции по проблемам механики неоднородных сред и турбулентных течений. Одесса, 1990 г.; XI Всесоюзной конференции по динамике разраженных газов. Ленинград, 1991 г.; Международном симпозиуме до гидромеханике и тепломассообмену в невесомости. Царць-Москва^ 1991 г, I Международном симпозиуме "Физические дроблены экологии, природопользования и ресурсосбережения". Ижевск, 1992 г.; IX Теплофи-зической конференции СНГ. Махачкала, 1992 г.; Международной конференции до методам аэрофизических исследований. Новосибирск, 1992 г.; Международном совещании-семинаре молодых ученых ( Международная теплофизическая школа ). Тамбов, 1992 г.; Я Совместном по СНГ семинаре "Гидродинамическая устойчивость и турбулентность". Адма-Ага, 1992 г.

Стр^юттза н объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка исаользованной литературы и приложения. Диссертация содержит 302 страницы машинописного текста, 62 рисунка, 29 таблиц, список литературы из 234 наименований и приложения ( 4 копии таблиц РСД по коэффициентам диффузии ).

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

- Во введении обосновывается направление и актуальность темы диссертации, формулируется цель работы. Отмечены новизна работы, основные положения, выносимые на защиту. Даются рекомендации по практическому использованию полученных результатов. Приводится перечень конференций, на которых докладывались отдельные результаты работы. Представлена структура и объем диссертации.

В первом разделе дается краткий литературный обзор теорий, описывающих диффузию в многокомпонентных газовых смесях. Подчеркиваются сложности в изучении многокомпонентной диффузии, а также ее особенностей, малочисленность экспериментальных данных и, к сожалению, отсутствие систематизированных исследований.

Из обзора видно, что используемые для описания многокомпонентного массопереноса теории имеют свои преимущества и недостатки. Однако общим для них является то, что их математический ап-' парат в применении к переносмш свойствам веществ, если в нем ие пользоваться менее строгими и более простыми методами, приводит к довольно сложным конечным результатам. Это связано прежде всего с большим числом различных характеристик ( определить которые не всегда представляется..розмонны!,г), необходимых для расчета многокомпонентной диффузии. В связи с этим рассматривается один из предложенных ранее приближенных методов расчета - метод эффективного коэффициента диффузии, который дает хороиее согласие с экспериментом и позволяем упростить и облегчить расчет многокомпонентной диффузии. Формально ЕКД вводится первым законом Фика, когда плотность потока I - го компонента в к. компонентной смеси газов определяется его ШД и только его градиентом концентрации -г ' эф

К = (1.1)

или в одномерном случае

о«- еЦ

где С(_ - концентрация I - компонента.

Очевидно, ч*о 3<Д но сравнению с, бинарным коэффициентом диф-фуй№ является очень сложной характеристикой массопереноса, которая 31£вйсит от коэффициентов взаимной диффузии, концентраций, .. градиентов ( потоков ) всех компонентой, входящих в' смесь газов. Удобные для практического аршейейия интегральные значения ШД

к коияоненаной скеси можно запясааБ как

& z г 0. ■% „« i . a-ut-obs &И1+41 i • • CUtUtí . a3r.

G \л з.О-ь , ..а-лс-ц?,,- ia„. Í, C.hW

O-ln

.О.КИ.

( 1.3 )

u\

cV1-

Cu i =

■ üj3 Л.... »г,

JL , Bü1

« i A. - -M

r-L

где - коэффициент взаимной диффузии пары газов i vi j , входящих в сисгему; S^C^+iiVi; - усредненные мольные доли компонентов I п ¿ ; st^.üj4, ctVi4 ~ uo~

и i на грани-

льные доли и полярные концентрации компонентов t цах диффузионного слоя в точках I и 2 соответственно.

Для простейшего случая многокомпонентной диффузии из трех компонентов выражение ( 1.3 ) имеет вид: <м (1)

Здесь ке обсукдактсн результаты исследований многокомпонентной диффузии, проведанных на данный момент. Отмечается, что число работ по многокомпонентной диффузии невелико. Большинство из них посвящено проверке уравнений Стефана-Максвелла для двух частных случаев диффузии ( в этих случаях система уравнений Стефана-Максвелла допускает точные решения ) и в основном ограннчеваются трехкомпоненмшми системами. Лиыь в отдельных работах, в частности Косова и Нолосад, сделана попытка кок-го систематизировать полученные результаты с позиции существования молекулярной и гидродинамической составляющих диффузии и установить связь с истинными коэффициентами диффузии ( ЖД ).

В подразделе 1.3 рассматриваются некоторые особенности многокомпонентной диффузии, получившие название "эффектов Тура", впервые предсказавшего их. К этим аффектам относятся: "диффузионный барьер" - отсутствие переноса компонента, хотя его градиент концентрации отличен от нуля! "осмотическая" диффузия - когда перенос компонента не равен нулю при равенстве нулю его градиента

концентрации; "про-пшоди^гзкп4 пни "обратная" диффузия - перечес компонента :¡ лопрзмешг.! ого градиента.

Объяснение тих особенностей очень простое, зела представит?., что наблюдаемый при диффузии перенос компонентов есть результат взаимного влияния друг па другп собственно диффузионной и гидродинамической составляли переноса. Гидродинамическая составляющая появляется из-за возникновения в замкнутых диффузионных аппаратах перепада давленип ( диффузионный барозф/фект )»

Обсугадиптся условия появления "диффузионного затвора", затухающих колебаний концентрации компонентов л возможности возникновения при диффузии в некоторых гидростатически устойчивых изотермических трехкоиюпентшх газовых смесях мойных конвективных потоков, которые существенным образом влияют на суммарный перенос, 3 подразделе 1Л рассматривается возникновение перепада дав ления при диффузии и замкнутых, приборах, как следствие неодинаковой подвгжности молекул газов при их неоднородном распределении. Делается вывод о том, что наблюдаемый па опыте перенос компонентов есть сумма собственно диффузионного переноса, обусловленного тепловым хаотическим движением молекул газов, и переноса гидродинамически!.! потоки..!, возникшим под действием перепада давления. Показано, чте механизм-образования диффузионного бароз^фекта z многокомпонентных газовых смесях такой.se, кач и в бинарных. Если полонить, что в диффузионном капилляре круглого сечения радиуса

г имеет место яуавейлево течение, та для диффузионного баро-эФфе к та и оян о 'а а пи са чъ

где \ - динамическая вязкость смссп в рассматриваемом сечении капилляра; St>¡, , $)к - ГДД компонентов t и к. .

Исследование диффузионного барозффекзга в многокомпонентных газовых смесях показало, что .основные полтеепвя геордо диффузчп Больдмопа о физическом механизме его возникновения справедлива и подтрлдагегся экспзрдиепто'!.

Раздел заканчивается раскрытием физического екчеяэ Щ, как характерной'!:;; суммарного массопереяссо. Этот л« род лозэтедадеч'-» ся экспериментами, цосвядскнкк изучению "эффектов Тура", когда била произведена оценка молекулярной и гкдродкнзшгесско.1 састав-т-цж диффузии путем расчета на ЗБЛ. !*з Дани-!;; jm счета прослеживается взашгиз вл.тти« друг ли друга обопу потоков.

Второй раздел посвящен описанию экспериментальных установок, приборов и методики работы на них. В описании подчеркивается, что для экспериментального определения ЗКД и ИлД использовались методы, ыироко применяемые при исследовании диффузии в бинарных системах: метод двухколбового прибора и стационарный пробочный метод.

При проведении оксперимэнташшх работ в любом из исполь-ауашх дзухколбовых аппаратах всегда имелась возможность в зависимости от условий опыта и газовых сыесей производить смену диффузионного канала.

В специальных подразделах в зависимости от поставленных задач подробно описаны различные усовершенствования, которые, вносились в конструкцию двухколбового аппарата или создавались новые улучшенные варианты. Например, были изготовлены: аппарат со встроенными на срезе диффузионного канала и внутри его ката-рометраыи, с изменяющейся длиной капилляра, со смотровыми окнами для исследования неустойчивого диффузионного процесса и ряд других аппаратов. Необходимо отметить, что все эти варианты конструкций рассчитывались для работы при повышенных давлениях, а некоторые из них и с агрессивными газпми. •

Кроме чисто диффузионных приборов, разрабатывались и вспомогательные приборы и установки. В.частности, при исследованиях неустойчивого диффузионного-процесса в двухколбовом аппарате широко использовался разработанный и изготовленный в лаборатории командный теневой прибор» Он позволял, не прибегая и продолжительным и трудоемким диффузионным измерениям, непосредственно судить о характере массопереноса. Причем пи качеству полученных та'-, невых снимков прибор практически не уступал заводской yCÜQlIOiíKG ♦

Для исследования характера изменения концентраций компонентов во время протекания неустойчивого диффузионного процесса с успехом дриыэчяися нааэрометрический датчик ( дегектор по тепло-проводнпеги ), который по своему принципу работы аналогичен термометру сопротивления, Изменение суммарной концентрации компонентов при неустойчивой диффузии носит колебательный характер, Б начальный момент времени колебания (или нерегулярные 4 уменьшаясь по амплитуде и частоте со временем, причем очень хорошо проспзиива-югея переходы от одного реаима колебаний к другому,.что вмдкио связано со скачкообразным изменением состава снеси. Дрисутствиз или отсутствие колебаний во время диффузионного процесса позволяло судить об его устойчивости. Этот прием использовался довольно

часто,

Экспериментальное значение ЕКД I-- го компонента, определяемое в дзухколбовом аппарате, рассчитывалось'по формуле

^ зг \т9+Ун/ дан- .

Ь м = Ь + к А,

где 1»*;?, Ь , 5 , с1 - аффективная и геометрическая длина, площадь поперечного сечения и диаметр диффузионного канала; к = ( 0,745 ± 0,012 ) - поправочный коэффициент; ДХ[в, лх^-райности концентраций между колбами аппарата в начальный и конечный момент времени; , "\Гц - объемы верхней и нижней колб.аппарата; 1: - время диффузии.

Отметим, что формула ( 2.1 ) получена в предположении идеальности диффундирующих газов, когда естественным образом в среднем по.сечению диффузионного канала реализуется среднечисловая ( средне обьемнап ) система отсчета.

Другой метод измерения коэффициентов диффузии - это стационарный проточный. Как любой экспериментальный метод, он имеет свои преимущества и недостатки, которые обсуждаются в работе. Приводятся особенности в конструкции установок, а также отмечаются те изменения, которые были внесены во время их эксплуатации при измерениях коэффициентов диффузии в многокомпонентных газовых смесях.

•Здесь же'рассматриваются различные диффузионные кюветы, которые использовались в работе. Обсуждаются различные конструктивные особенности, способы их изготовления.

Обосновывается возможность .применения стандартного Микроманометра ММН со специальным оптическим'устройством для измерения перепада давления на концах диффузионной кюветы.

Предложена методика измерения коэффициентов диффузии' в различных системах отсчета: среднеимпульсной, среднеобъемной и средненассовой, Отмечается последовательность выполняемых в эксперименте процедур, подчеркиваются особенности и тонкости при проведении тех или иных операций, Полученные опытные данные ( для простоты взята трехкомпонентная смесь ) обрабатывались по предложенной методике, а затем потоки и коэффициенты диффузии компонентов рассчитывались по' соответствующим формулам!

i, cj.*4iiei)Utiyni.cuGU oiicsrftcj иа'счс-i'd г , ______________, = Ui.fi.( a.a )

a, - .-¿sib___, aK~ Jt^^^izMxL .

¿. ция средне(НЬешюй сиитеыы оясч .sa

^^ Uljitl <2.3 >

~ IFu^xTT ' л л л среднемассовой с и cite мы osc'iese

а*-*"______,

"•дв U , S - длина к площадь поперечного сечении ди$фуаианипго ■>(ша>ю; uit , , - проди^уядЕроьяБвие количества газов на ьыхцдах ячейки и 2ой или иной системе отсчеаа; VIJ a va « « V - оо'ъсшше скорости газов на входах в ячейку; , ,

с i il ! ^ « "3, . . <£ 1 <£ 1 ^ ~ дпффуйионные поток!! компонентов в иоедкеикпулылюй, сре^че о Съемкой и оридьсмвссовой системах отсчета.

Рассмотрен11 диффузия через нао'орц капилляров разноге диаигч'-ра, бксцершвйа'Ы проводились как в двухколбовоы (.шарзТь, так и па установке стационарного протечного метода. Результат,,• эксперимента обискошьавтся теоретическими выкладками. Из получениях дииних с льду е г, чгс еушарамй обменный поаок при взаимной диффу-ыш через набор .»апиллпров будет таким -.е ¡¡пк и чета один кзтш-кяр с лло.цбдыв поперечного сечепия, равно«! сумме плаадей всех капилляров.

На точность дпффуапошшх измерений большое влияние оказывает so, насколько точно измерена кояценарации газов в исходим* еадсях « а смесях послс окончании опыта. Анализ бинарных смесей газов} если их показатели преломления достаточно о'сямчояясь друз? от друга! производился на интерферометра IITP-i п использованием к*жх .длиной пятьдесят и сто сантиметров. г'»:еси газов, состоять из tpex компонентой п более, а также «екоюрае бянарине саес« а-льяв-

зпрозались иа хроматографе с искользсзсшпе« колонок, заполненных, л завасимосги от газон, могдасуяяртши ситпми 5А или силки а геле и.

1! конце раздела дается оценка погрешности в измерениях концентраций на стих приборах. Приводился погрешность б определен!!!! постоянной прибора ( гео;дзтрмсск!;е параметры ) -для двухколбово-го аппарата, анализируются погрешности определении вренеии*диффузии, установления давления опыта. Обсуздается погрешность в измерении объемных скоростей газов на входе в диффузионную ячейку, в определении перепада давления в стационарном проточном метода.

Погрешность в измерении коэффициентов диффузии зависела от конкретной исследуемой газовой смеси и условий проведения эксперимента. Суммарная погрешность результата находилась в пределах от 4.до 10 за исключением особых-случаев, когда она могла быть больше ( до 13 % ).

Третий раздел посвящен исследований диффузии в многокомпонентных газовых смесях в различных системах отсчета в различных' условиях. .

Измерение коэффициентов диффузии проводилось в среднеимпульсной, средне объемной и среднемассовой системах отсчета. Показано, что описание массопереноса в газах будет существенным образом.зависеть, какую систему отсчета возьмет за основу последователь. Многие стороны многокомпонентной диффузии в различных системах, отсчёта еще недостаточно изучены, либо'вообще не затрагивались.

Заданную систему, отсчета в эксперименте, например, в стационарном проточном методе реализуют, задавая компенсирующий ( гидродинамический ) поток определенной скорости, В работе приведены 'данные для компенсирующих потоков в некоторых трехкомпенентных системах в среднеобьемной и среднемассовой системах отсчета,

В теории 1АБД для "вычисления истинного коэффициента диффузии в тройной смеси используют следующие формулы:

gv, .___

94 "" au+eUjaij+ei.uat* ' .

вч _ 1,051(8кТ/ят'О» с з.г )

ЗяУГПьва и-юи) 1

соц^М^ГйМ^МмЬ^' "IsЩщ' '

... ffrHS-uN1+ L i «. = V Ь

где Эц -.коэффициент сайодину зии 1-го компонента; со^ - пер-оиетенщш скоростей; соц = 0,^-06; I.

Эти коэффициенты диффузии можно связать с ЕКД в средня объемной и срсдпемассовой системах отсчета. Для трехкощшнентной системы они имеют вид

а

¿4"

3

Ч* УЛ

плотность смеси и компонента I,

( 3.2 ) ( 3.3 )

при условиях

опыта.

Аналогичная свяаь между ЗСД в среднеобьомной и 3£Д в средне« массовой системах отсчета даже для диффузии трех компонентов представляет из себя настолько громоздкое выражение, что использовать его б вычислениях нецелесообразно.

В трех последующих подразделах рассматриваются и сопостав- . ляюася между собой измеренные и вычисленные согласно элементарной кинетической теории МЕД коэффициенты в средне импульсной, средне-объемной и среднемассовой системах отсчета, а такзе анализируется роль компенсирующих потоков. Приводятся расчетные.формулы для интегральных значений ИХД'в трехкомпонентных смесях. ^ .... „

ь

( зл )

N___,_

( 3.5 )

ЬЧШТ'ШГ']-

+ Ч^ЧШ&Т']}'

а,» (<¿»1-^; А,»(¿„-1^+1.

( 3.6 )

Из сопоставления следует, что большинство вычисленных данных укладывается в интервал экспериментальной погрешности от А- до 10 что свидетельствует о применимости теории МВД к вычислению коэффициентов диффузии в различных системах отсчета, правильной физической модели диффузионного процесса как в бинарных, так и многокомпонентных системах.

На двух гистограммах приводится сравнение результатов расчетов по формулам строгой кинетической теории и теории МЕД: на первой для истинных коэффициентов ( среднеимпульсная система отсчета ), на второй - потоков компонентов в средне объемной системе отсчета. Показано, что теория МБД дает несколько завышенные зна-.чения коэффициентов диффузии и потоков примерно на 3 % Однако, это отклонение не превышает ошибку эксперимента, поэтому расчеты коэффициентов можно проводить как по.строгой, так и элементарной кинетическим теориям.

В четвертом разделе приводятся результаты исследования диффузионной неустойчивости ( нестабильности ). В литературе это явление часто называют "конвекцией, обусловленной двойной диффу-.зией" ( 11 АоиМе dlffu.si.ve согигесНоп.» ) -.одновременной диффузией вещества и диффузией энергии ( тепла ). Понятие диффузионной неустойчивости означает появление конвективных течений, но не только в неоднородных по составу и температуре бинарных смесях, а также при многокомпонентной диффузии в некоторых гидростатически устойчивых изотермических газовых смесях при определенных условиях. Возникновение мощных конвективных потоков существенным образом искажает ожидаемые результаты молекулярной диффузии.

Явление-диффузионной неустойчивости оказалось достаточно сложным в исследовании, так как оно зависит от многих условий и параметров, поэтом^ исследования, в основном, носили экспериментальный характер. Экспериментальных данных часто бывало достаточно, чтобы прогнозировать поведение газовой смеси при диффузии.

На примере диффузии равномолярной смеси гелия с аргоном в азот рассмотрена физическая модель возникновения диффузионной неустойчивости. Применительно «.идеальной газовой смеси Не + Аг -- N5. показано, что на неустойчивый характер процесса влияют:

1. Различие в коэффициентах диффузии компонентов. Неустойчивость появляется, когда коэффициенты диффузии отличаются з несколько раз (ЗОне-К! больше примерно в тр;ч раза ).

2. Состав смеси. Неустойчивость возникает ч определенных интервалах концентраций компонентов.

3. Давление. Конвективные течения для еисхеш 0,34Н«+ 0,ббАг-- N4 наблюдались, начиная с 1,0 ЫПа и достигали максимумами 2,5 ИПа.

Ь,- Температура. С увеличением температуры диффундирующей смеси интенсивность конвективных потоков падает. Система стремится к стабилизации.

5. Диаметр и длина диффузионного канала» Система, будет устойчива, если диаметр не превышает 2,5 мм. Играет роль также расположение диффузионного канала относительно вертикали.

6. Вязкость диффундирующей смеси.

Для визуального наблюдения конвективных течений, возникающих при неустойчивой диффузии, как отмечалось выше, были изготовлены специальные диффузионные приборы: ячейка Лошмидта с плоско-параллелышми прозрачными стенками и двухколбовый диффузионный аппарат со смотровыми окнами. Визуализация процесса позволила о<*-наружить структуры различной плотности, которые перемещались.в противоположных направлениях от границы раздела смесей газов. Это свидетельствовало о том, что одни из них имели плотность меньшую, чем окружающий их газ, другие - большую,

В нескольких подразделах показано, влияние на возникновение диффузионной неустойчивости указанных выше условий. Особо отмечается роль коэффициентов диффузии, именно различие в которых является первопричиной возникновения конвективных потоков. Определен критический размер диаметра диффузионного канала, который оказался равным 2,5 мм. Этот размер очень хорошо совпал с теоретически рассчитанным. Найдена зависимость интенсивности конвективных потоков от диаметра канала» •

Влияние длины канала на диффузионную неустойчивость связано с воздействием диссидативных процессов - диффузии и вязкости на структурные образования, которые при определенной длине трубки полностью "размываются" и происходит стабилизация. Показано, что увеличение длины диффузионного канала в аппаратах приводит к стабилизации.массопереноса, а уменьшение может вызвать появление конвекции.

При изучении неустойчивого процесса в зависимости от угла наклона диффузионного канала были обнаружены различные формы проявления нестабильности с изменением его диаметра.

Давление является важной характеристикой ыассообмено в многокомпонентных системах. Увеличение давления монет нарушить устойчивое течение диффузии и привести к возникновению конвекции.

Показано, что возникновение конвективных течений в диффузионно неустойчивых трехкомпонентных газовых смесях возможно не в любой смзси, а только в тех, где концентрация определенных компонентов пг ре ила "критические" значения. Существуют как низняя, так и верхняя граница такой концентрации.

Экспериментальные данные показали существенное влияние* температуры на возникновение конвективных течений. Неустойчивый диффузионный процзсс с повышением температуры может вызвать у диффузионно устойчивой системы переход в неустойчивое состояние.

Показано, что некоторые бинарные смзси, диффундирующее з чистый компонент и одинаковые с ним по плотности, при любом рзс-полонзиии в аппарате в зависимости от условий могут находиться как в области стабильной диффузии, так и нестабильной.

Отмечено влияние вязкости на устойчивость системы. В смесях, где вязкость меньсе возникновение диффузионной нестабильности более вероятно. На рис. I показало влияние давления, температуры, диаметра и.угла наклона диффузионного канала па перенос компонентов при неустойчивом диффузионном процессе.

При диффузии газов ( ограничимся трехкомпонентной смесью ) в замкнутых объемах для потока любого компонента мояно записать

Тогда для независимых потоков ( будем считать, что это потоки компонентов I и 2 ) для' одномерного случая диффузии получим систему из двух дифференциальных уравнений в частных производных

fe С.г)

при tD; x4-Xellxt»a„; a-i-fc,,;

t?o; 4 = 0, = = о; ч^Ь. = 3 3 га

Аналогичная система уравнений была получена Оиши. Чтобы решить эту систему была создана, программа для ЭЁЦ, реализующая численный эксперимент. Варьируя различными параметрами, влияющими ■ па диффузионный процесс ( давлением, 'концентрацией компонентов, температурой и т.д. ) в широком интервале значений, в результате расчетов были получены рас преда лянил средней плотности смесей газов при диффузии вдоль

к, мом>. доли ОйЬ|-

' о,^9ан»+о,5аоаАг-ма т«= аэв.о к

а,МОАЬ.ДОАИ

¿1« 10,8.0 мм

^ ^ в 11^1

2,0 в,0 10,0 «,0 18,0 Р, МПа

а)

X, МОЛЬ.доли 018 '

О^А 0,10 0.06

0,6178 Н,.+О,МНН^ЧН^ Р»а,б1»мпа

-А

560 Т.К

л, МОАЬ. ДОЛИ 009

.6,0

1,^722 Не + 0,547й Аг" N¡1 ,0 К

12,0 18,0 А,МИ 6)

Рис, I. Продиффундировавшие количества компонентов при неустойчивой диффузии в некоторых тройных системах в зависимости: а ) от давления; б ) от температуры; в ) от диаметра диффузион--ного канала; г ) от угла наклона диффузионного канала.относительно вертикали. Точки- эксперимент. Во всех случаях время опыта составляло один час.

оси У для различных моментов времени в зависимости от того или иного параметра.

• Для примера на рис. 2 приведены распределения средней плотности от границы раздела газов в зависимости от концентрации компонентов в сшси. Как видно из' рисунка, на границ? раздела как со стороны смеси, так и чистого газа имеются скачки плотности: резкое, возрастание ( область ® ) и разкоа убывание ( область @ ). Распределение плотности относительно границы раздела носит несимметричный характер. Для некоторых-случае в, в частности, концднтрационной зависимости.эта математическая модель количественно предсказывает характер, поведения системы.

В рамках приближения Буссинеска в зависимости от соотношений меяду коэффициентами диффузии исследована изотермическая трехком-лонентцая газовая смесь на линейную устойчивость. Определены области монотонных и колебательных возмущений. Исследована зависимость чисел Рэлзя от параметров смеси. Показано, что в области стабильной диффузии процесс изотермического многокомпонентного массоперзноса описывается уравнениями Фика.

.Задача рассматривается для идеальной несжимаемой изотермической трехкомпонентной газовой смеси, находящейся при постоянном давлении, ограниченной двумя параллельными горизонтальными плоскостями. Для решения применяется метод малых возмущений, в котором-в качестве термодинамических переменных концентраций коипо-

. I Л ( \

центов 3ц.; и давления Р, используются добавки зч ; Р1, отсчитываемые от некоторых постоянных средних величин я-а;

г и Рв . Считается, что неоднородности плотности из-за неоднородности давления пренебрежимо малы и отсутствуют, а вызванные неоднородностью концентрации также предполагаются малыми по сравнению со средней плотностью р, и исчезают на границах плоскостей.

Принимая во внимание условие независимой диффузии, предполагающее описание массопереноса компонентов их парциальными коэффициентами, которые в системе центра масс отождествляются с ЭКД, , а также учитывая, что.в диффундирующей трехкомпонертной смеси будут не зависши только два потока «гласно условий 1^1*1 » получим в приближении Буссинеска систему уравнений, описывающих массопэренос следующим образом

^ + (Д^нГ = - ^ г+'^'а,

■Р, кг.м1

0.5

1.

- 22 -

7, КГ.м"5

Ik © 1 оу-

Ъ% 1- 1 /

ъг / у

31 /

ьо I 1 1 1 1

1.0 l..m

0,5

а.

1,0 L.M

р, кг-м

-з

0,5 3,

'•.О

35 31 29 27 25

©

—"""Т .... \

0,5

А.

1,0 ь,м

Гис. 2. Влияние концентрации компонентов в исходном составе на распределение средней плотности газовой смеси при диффузии в системе Vie +Аг - Na . Т = 298,0 К. Р = 2,5 МПа. (а) - область нахождения смеси; (б) - область нахождения азота. Концентрации компонентов в исходных бинарных смесях: I. 0,3476Не + 0,6524Аг ; 2. 0,4397 Не + 0,^603 At ; 3.0,5338 На + 0,4662 Аг ; 4. 0,5871 Ие + 0,4129 Аг .

гда.ц. , , р - скоромь, кипа магическая вязкость и плотность смеси; Т7 - единичный вектор, направленный вертикально вверх.

Уравнение состояния в рамках идеального газа представим следующим образом з

где - возмущение концентрации. 1-го компонента.

Условна механического равновесия запишется в вида

(1 «о. (4.5)

Обезразмерив исходную систему уравнений и введя функцию тока для возмущения скорости Ч'(^.ь), получим для и х-1

при 2= 0,1; < = х^ у. = о.

Параметрами подобия в задаче являются - диффузион-

ное число Прандтля; ^^¿^¿'ЛаГ'1" и й^&АЯ^^яГ''''- диффузионные числа Рэлея для первого и второго компонентов газовой сиз си, где иТ^эГ/йГ'*- величины, характери-

зующие соотношения наяду ЭК Д. Введение параметров Х-» позволяет оценить вклад каждого компоненте в диффузионную неустойчивость. Решение задачи ищется в виде

.Подставляя ( 4.7 ) в ( 4.6 ), получим кубическое уравнение относительно декремента возмущений X в виде

( ".8 )

Окончательно из ( 4,9 ) получим уравнение нейтральной линии, отдаляющей устойчивую область дифЛузии от области монотонных воз-мущзний ( )

к -1, а я 1/^х

и уравнение нейтральной линии, отделяющей область монотонных возмущений от области колебательной неустойчивости

Для частоты нейтральных колебаний получим следующую формулу:

Выражения ( 4.9 )-( 4.10 ) характеризуют области устойчивого ( неустойчивого ) протекания продесса диффузии. На примера идеальной газовой системы Аг (I) -N».(2) -Не(3) ( в скобках указана нумерация компонентов ) проводится анализ на устойчивость ( см. рис. 3 ). Показано, что газовая смесь может находиться в Одной из трах областей: I - оолзсть устойчивой диффузии, когда процзсс описывается уравнениями Фика; 2 - область монотонных возмущений; 3 - область осциллирующих возмущений.

ных и колебательных возмущений: I- область стабильной диффузии; 2 - область монотонной неустойчивости; 3 - область колебательной неустойчивости; ММ и КК - .нейтральные линии монотонных и колебательных возмущений. Точки А,В,С и Д соответствуют экспериментальным данным.

Отмечается, что в эксперименте чрезвычайно длокно определить границы устойчивой диффузии, монотонных и колебательных возмущений для трехкомпонентных систем, поэтому можно говорить только о качественном согласии анализа на линейную устойчивость в рамках плоского слоя с реальной картиной диффузионной неустойчивости, наблюдаемой в вертикальных цилиндрических трубках замкнутых диффузионных аппаратов.

Раздел заканчивается рассмотрением задачи на устойчивость в вертикальном цилиндрическом канале. Постановка задачи была

аналогична применяемый при изучении-тепловой конве1п,;ч в одио-компонентной ( задача Остроумова ) или бинарной средах ( задача ВертгеГша ). Определены выражения, характеризующие области устойчивого ( на устойчивого ) протекания процесса диффузии в цилиндрическом канала. Дана оценка критическому радиусу цилиндрического

канала, при котором трехкомлонентная смесь теряет устойчивость

( >

Показано, что расчет по формула ( 4.12 ) находится в хорошем согласии с экспериментальными данными.

Пятый раздал посвящен частному случаю многокомпонентной диффузии - диффузии двух газов через слой третьего газа ( иногда его называют газоц-раабавитекем или бал исишм газон ). В раздала отмечается, что такого типа задачи интересны и важны с точки зрения практического приложения. Использование различных по своим свойствам газов-разбавитзлай позволяет управлять характером течения массообменных процессов, например, при химических реакциях. 06-оуидаются условия "наподвижности" балластного газа. Рассматривается суть метода балластного газа, его полоним дыша стороны при изучении диффузии л многокомпонентных системах. Дается анализ цг постановке эксперимента и проведению исследований. Одно из важных направлений а научении диффузии в системах с газом-разбавителем является исследований массопереноса в различных системах отсчета. Рассматривается некоторая специфика при проведении эксперимента в средне импульсной системе отсчета, методика обработки полученных данных. Измеренные ИКД вычислялись цо формуле

<п___г^хии-гх^н» . ! ¡ = 4 о ( 5 I 1

Экспериментальные дашше сопоставлялись с интегральными значениями ИКД согласно выражения

Д.«,, , ^У__I I. \ ^¿ 2,3, ( 5.2 )

где й)а , вЦ определялись как в ( 3.1 ).

Дается оценка этому сравнению.'Здесь :ка рассматривается влияние нонцзнтрации опредешнного газа-разбавителя на величину ИКД основных диффундирующих компонентов. Из полученных результатов видно, что ИКД основных компонентов зависят от концентрации балластного газа в исходных смесях. Эта зависимость описывается

те оретпческо»; дормулой ( 5.2 ).

В подраздела 5.3 изучено влияв и яриродк газа-рзвбавга ля на диффузии активных компонентов в изобарных условиях. Из полученных данных с-ледоиало, что Бе личины ИНД основных диффундирующих газов будут зависеть oí того, какой газ-разбавитель находится в смеси - легкий или тягселыи. Оказалось, что, чей бояьпе ыслз-кулярный вес газа-разбавителя, тем меньше коэффициенты диффузии двух других газов. На рис. 4 приведены ИКД для четырех систем, в которых основными диффундирующими газами были гелий и аргон, а балластные газы были различными.

Рис. Истинные коэффициенты диффузии гелия и аргона в зависимости от концентрации балластных газов: водорода, азота-* метана и двуокиси углерода. Точки - эксперимент. Сплошные линии- ' расчет по ( 5.2 ).

Таким образом, подбирая газ-разбавитель соответствующей природы, можно либо интенсифицировать, либо замедлить, либо оставить без изменения перенос основных диффундирующих компонентов.

В последующем подразделе'приводятся исследования диффузии в системах с балластным газом в средне объемной и среднемассовой системах отсчета. Обсуждаются результаты сопоставления ЭКД измеренных розными методами ( стационарным и нестационарным ) в сред-необъемной системе отсчета и рассчитанных согласно уравнениям Стефана-Максвелла и теории МВД для двух систем. Если в диффундирующих газовых смесях преобладают тяжелые компоненты (Не+Ма.-Аг +

- Z'l -

-fil- )5 ¿0 L<Ce хеорци и кзибрышне розня«» иегодами а{Д ькпзьлм ( ъ аре до sax h-5 % ) согласуйся иезду собой. Для систем, да иов&еиепно присугсагвуйг зюлсоод и телий совпадение несколько х^ае. O'io несомшегсл'йе :У:т.яашптсп слозшосг*» работ с мкшл) газами, а •гакже кеодьсзйачиос^г» аолекуяяряо-кшег.лгакж ияракегров при-зедеинш: 12 сирчзочкой яв^ртуре и вепоаьяуездх Пра распскцх.

При iwjnenmnc давлениях э некоторых Ерехкеыпонептиих Г.Ш'ОЧ. мах с бдлло^ншм газом ирдеа наблюдаться неусгоИчивый диффузионный процесс, при неусгойч.тиом процессе йоя подмечена eue одкй особенность мкосоксмпоиситкой диффузии: циркуляция газа-разбавь-•геля, i.e. перенос его конвек-лгапши потоками по диффуаиошюму каналу из одной колбы прибора ( эксперимент проводился в дзухкпл-бовсм аппарате ) ъ другую с последующим возвращением в первую»

Для ксследолания tiurîj выбраны две системы Не + Дг - Ал и Не -J- СО; - СНц +С.С» примерно с равиимоаярной концентрацией компонентов в исходник бинарных смесях» В зтих системах г зависимости or давления нокпо сило наблюдать как устойчивый диф&зиои-ннл процесс, при котором проявляются "эффекты Тура", в частности, явление "нротяводиффузаи". Б этом случае концентрация гаэа-рааба-витеия увеличивается в вэрхней колос ( результат эоздейскжя диффузионного баро:«5фекаа ). Эти зкспаряменгалыше резульва-ш хорошо согласовывались с расчетами.

В противоположное«, устойчив oïl диффузии -• при неустойчивой концентра'цйя газа-разбавителя возрастала в нижней колбз. Однако неожиданным оказались результаты таких экспериментов, когда мак-спмтлышй перено:. балластного газа при нестабильном процессе составил всего 0,02 мольных доли и бал соизмеримый с переносом за счес бароаффакга при устойчивом процессе, В то se время визуальные наблюдения ¿а нестабильной диффузией в тепезои приборе пска-ЗШ'ЗЕП шшчие аодаых **одеяхпзшх iiûS'o:;ob, которые, как казалось., дояяпы &ijm ррпдеогпк большему изменению конценграцш) балластного газа, '"чм при устойчивой диффузии. Из наоора газов исследуемых систем было видно, дан того чтобы провести количественные измерения необходимо несколько видоизменись ь-етод балластного газа, предстадиз газ-раэбавитсль состоящим из двух комяопенгов, которые ао сводя переносным свойствам по стяошеиия к осяочны« диффундп-pjKliS! мало от .тачали оъ друг от друга. Для оного аргон в первой -лндаме в зкрхьей чолбв йая sane пен дпуокгсь углерода, а ю второй в ш»не8 колбе двуичпсь углерода на идеально близкий к ней по 6r.nr.wmicEBy аар'зме'срот) r-i'o - закись пзом.

Эксперименты показали, что в первой системе по сравнению с переносом аргона при неустойчивом ироцсгсе, который, как отмечалось выие, составлял всего 0,02 мольных доли,, перенос двуокиси углерода бил почти близок к 0,17 мольных доли. Таким образом, если отождествить аргон в верхноЧ колбе первой системы с двуокисью углерода в этой же ког.ос подобной ей системы, то примерно 0,15 мольных доли аргона не "улавливалось" из-за невозможности разделить аргон в верхней и никней колбах аппарата. Похожие количественные рсаулиаты были получены для второй системы.

¡Зю свидетельствовало о том, что в системах Нг и Не+ С0а-СН^+СОц во время неустойчивого процесса некоторая часгт.'газа-разбазиаеяя ( аргона или двуокиси углерода ) циркулирует по диффузионному каналу из одной колбы в другую, непрерывно участвуя в процессе. Циркуляция балластного газа позволяет поддерживать нестабильный характер диффузии в течении продолжительного времени. Процесс в этом случае как бы самовоспроизводится.

По аналогии с рассмотренным выше анализом на устойчивость, когда смесь из двух газов диффундировала в третий - чистый, был проведен анализ для системы с балластным газом и определены области стабильной диффузии и диффузионной неустойчивости! а на примере конкретной системы 0,5143 Нь + 0,4857 Аг - 0,51480^ + + 0,4852 Аа показана методика исследования на устойчивость.

Таким образом, анализ на линейную устойчивость систем с балластным газом позволяет избенать ошибок при проектировании-массо-обменных технологий и при измерении констант переноса в многокомпонентных газовых смесях.

ВЫВОДЫ

1. Получила дальнейшее развитие идея о молекулярной и гидродинамической составляющих диффузии в газах, которая была применена к многокомпонентным системам и дала положительные результаты. Продолжено изучение многокомпонентной диффузии в газах в изотермических условиях с использованием эффективного коэффициента диффузии. Показано, что ЖД неляются характеристиками суммарного массопереноса компонентов: собственно диффузионной составляющей ( описывается истинными коэффициентами диффузии ) и гидродинамической ( компенсирующей ) составляющей, реализующей в приборе ту или иную систему отсчета.

2. В трех- и четырехкомпонентных газовых смесях при различных составах при атмосферном давлении и температуре 298 К ста-

ционарныи проточный методой измерены коэффициенты диффузии в срод-некмпульской, среднеобъемной и средпенассовол системах отсчета, а также скорости компенсирующих потоков в среднеобъемной и среднс-массовой системах отсчета, причем большинство диффузионных измерений произведено впервые. Погрешность изиеренгп коэффициентов составляла от 'л до 10

3. Используя теорию Мо.ксвелла-Больцмана-Диинса, получены формулы для вычисления интегральных истинных коэффициентов диффузии. Найдена связь между коэффициентами диффузии в различных системах отсчета в многокомпонентных газовых смесях. Вычисленные по этим формулам 1КД и ЗКД в подавляющем большинстве согласовались с экспериментальными данными в пределах погрешности эксперимента. Показано, что вычисленные коэффициенты диффузии ( потоки ) в многокомпонентных системах по теории Максвелла-Бо льцмана-Дзинса несколько повышены с такими же результатами строгой кинетической теории, но не превышают пределов ошибок эксперимента. Это свидетельствует о правомерности использования элементарной кинетической теории для.расчета массообменных свойств газов в многокомпонентных смасях.

Экспериментальные исследования проводились на различных диффузионных аппаратах и устройствах, которые были либо модернизированы, либо созданы заново ( двухколбовый аппарат со смотровыми окнами, компактный теневой прибор и ряд других устройств ). Это способствовало расширению функциональных возможностей диффузионных установок, существенным образом упрощало методику проведения ■экспериментов и измерения коэффициентов диффузии.

5, Обнаружено и широко исследовано явление диффузионной неустойчивости в некоторых изотермических трехкомпоненаных газовых сыесях. Определен ряд условий, приводящих к возникновении конвек-'•'П'вных потоков» Зга условия связана: с коэффициентами диффузии газов, входящих з исследуемую смесь; концентрацией компонентов в смеси; давлением; температурой; вязкостью смеси; с геометричесними размерами диффузионного канала и его положением относительно вертикали; ориентацией компонентов при диффузии, Покаг-шо, что при неустойчивом диффузионном процессе изменение суммарной концентрации компонентов носит колебательный характер, происходит разделение исходной бинарной смеси со значительным преобладанием тяжелого компонента в няяней колбе аппарата.

6. По результатам численного счспзрикента л тройных сыесях определены на границе диффундирующих газов области повышенной и

ксняхешой плотности. Показано влияние; на схрагвфипированаш области давления, концентрации, температуры, коз^закеихоя' дв®йг~ 81ш, ориентации компонентов. Резупвгааы расчетов качественно согласуются с экспериментальными данными.

7. В рамках приближения Бусспнеска в терминах: чисоЛ Гэлек для модели плоского слоя предложена методика определения обяз<*-хеБ существования: устойчивого диффузионного процесса, описываемого уравнениями Фнка, монотонных к колебательных возиущеннИ.

О, Исследована диффузия ъ некоторых системах с балластным газон в различных системах отсчета. Показано влияние газа-разбавителя на диффузию двух основных. В первом приближении иокко полагать, что, чем болькя молекулярный вес балластного газа, тем меньше коэффициенты диффузии основных компонентов. Соответствующим подбором газа-разбавителя можно либо замедлить, либо интенсифицировать, либо оставить без изменения массоперснос, что очень суцесменно для многих технологических процессов.

9. Экспериментально показано, что при неустойчивом диффузионном процессе в трехкомпокентных системах с балластным газом, газ-разбавитель некоторое время циркулирует по диффузионному каналу из одной колбы двухколбового аппарата в другую, поддерживая тем самым концентрацию в ¡ra:, их пределах, когда перс нос компонентов будет нестабильным.

10. Из полученных результатов следует, что, если диффузия в многокомпонентной системе носит.устойчивый характер, то ее могло описывать, используя систему уравнений Стсфана-йаксвелла или ка-;:о;.:-нибудь другой метод, основанный па законе Фика, В случае нестабильной диффузии такое описаний яехшзипкно. Ого необходимо учитывать при проектировании массообмишых схеы промышлеш ого производства, а также при измерении констант переноса.

11. Впервые Госстандартом СССР аттестованы 't таблицы рекомендуемых справочных данных по офп^ктш'нып ^озс'фнщ'снх:;;.'. диффузии систем водород-аг.от-ыстан, водород-озот-аргон и водород-::зот-ан~ ивэв в области давлений от 1,0 до 5,0 Жа а концентрации газов в исходных бшгарнык скесях от 0,1 до 0,9 мольных ;;олпй при го»шеракурс 298,0 К. Компоненты эи*х систем используют при синтезе. ашш-аиа из.природного газа.

I?.. Создано новое .направление по «зу<ши!ч особенностей многокомпонентной дпЗДузии. Оно успесно развивается и полученные результаты исследований н.'¡ходит применение не только в чисто паучник ллаяс, но \\ в практическол приложении, например, j.p:? разра-

ботке таблиц рекомендуемых справочных данных по эффективны:.! козф-■ фицпентам диффузии.

Основное содержанке диссертации олубликовано в работах:

It Kt-'сов п,Д,, Нсвосад 3,11.» йаьрпн ¡0,1!. Ог'Лс~,иип нестационарной диффузии кетодои эффективных ко&фф^ц.чентов диффузии // Прикладная и теоретическая физика.- Алма-Ата, 197?.- Вып.Ю,- С.3-8»

2, Жаврин ЮЛ!. Измерение истинных коэффициентов диффузия ' системы гелий-аргон-азот стационарным лрошчнш методом // Тсшга-мзсссцерснос в газах и яидкостях.- Алма-Ата, 1973,- 0,47-51.

3. Косов Й,Д. f Новосад 8.К», Жаврия Ю.И. Оксперингнташюе исследование диффузии в многокомпонентных газовых смесях // Интенсификация, восстановительных, процессов. Диффузионно-химические аспекты.^ М.: Наука,. 1900.- С.27-35.

4; 2аврин Ю.И. Температурная зависимость эффектных коэффициентов диффузии для двух тронных систем в.интервале температур 298-363.К // Теплофизика газов и жидкостей,- Алма-Ата, I9B0.-С.22-26. . .

5. Наврин Ю.И., Косов Н.Д., Кульн&пов Д.У. Исследование диффузии в некоторых тройных газовых смесях в случае однородного распределения одного из компонентов // Исследование процессов переноса.- Алма-Ата, 1980.-.С.32-37. . .

G, Кульиансв Д.У,, Наврин Ю.И. Измерение истинных коэффициентов диффузии гелия и аргона в зависимости от концентрации газа- • -раэбазиеия // Молекулярный и молярный телло-массолеренос.- Алма-Ата,- С.20-23,. ■..

7. Носов Н.Д., Яаврии Ю.й,, Кульзанов Д.У. Диффузия двух газов в равной степени разбавленных третьим // ГГФ.- 1931,- T.5I, №.- С.645-64.9. .

8. Косов Н.Д., Нулъканоь Д.У., Наврин В«И0 Эффективные коэффициенты диффузии некоторых трехкоипснентных газспк смесей в среднеобьемной и среднемассовой системах отсчета // Известия АН ICasCCP, сер, фвз.-ыа*.- 1981,- J&7- 0 . 76-80. . •

9. Еэврпн Ю.И., Косов П.Д., Кульнанов Д.У. Концентрационная зависимость коэффициентов диффузии некоторых трехкомпонентгах газовых смесей в различных системах отсчета // Диффузии и конвективный теплообмен,- Ал^а-Ата, 1981,- С.3г14,

10, Казрик Ю.И,, Косов Н,Д,, Белов О.Ы., Семидоцкая Н.И. О применении метода эффективных коэффициентов л описании диффузии в многокомпонентных газовых смесях при повышенных давлениях // Теп-

лоыассопаренос з жидкостях и.газах.- Алма-Ата, 1982.- С.3-12.

11. Косов Н.Д., Еаврип Ю.И. 5 Новосад З.И. Диффузия в многокомпонентных газовых смесях // Геплофизические свойства .веществ и материалов.- М.: Изд-во Стандартов, 1982.- Вып.17.- С.86-112.

12. .Косов И.Д., йаврин Ю.И., Белов С.М., Курлапов Л.И,, Ума-нов Б.Г. Эффективные я "следовые" коэффициенты диффузии некоторых газовых смесей при повыиенных давлениях //.УП Всес.конф. по теп-лофизическим свойством веществ. Тез. основ, докл.- Ташкент: Фан, 1982.--С.'+5-47..

13. Белов С.1,1,, Жаврин Е.И., Косов К.Д. Применение катаромет-ра к исследованию колебательной неустойчивости при многокомпонентной, диффузии // Гидродинамика и диффузия.- Алма-Ата, 1982.- С.46-- 50. .

14. Косов Н.Д., Каврмн Ю.Й., Белов С.М, 0 возникновении конвективной неустойчивости при диффузии в некоторых тройных газовых смасях в замкнутом объеме при повышенных давлениях // Ш Всес.сеи, по гидромеханике и.тепломассообмену в невесомости: Тез. докл.-Черноголовка» 198^.- С.39-41. .

15. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Белов С.1,1., Тарасов С.Б. Влияние давления на устойчивость диффузии в некоторых трехкомпонентных газовых.смесях // КТФ.- 1984.-.Т.54, 115.- С.943-947.

16. Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Белов С.М. Исследование неустойчивости при диффузии смеси гелия с аргоном в азот в области давлений 1,5 *Л5 МПа // Молекулярный массоперенос и струйные течения. -.Алма-Ата, 1984.- С.3-7..) . .

17. Белов С.М., Жаврин Ю.И., Косов Н.Д. Критические числа Архимеда для концентрационной неустойчивости при диффузии' в;трех-г-' компонентных газовых.смесях // Математика и механика. Тез.докл. УШ Респ. межвуз.конф. по матем..и'мех., посвящ. 50-летию КазГУ им. С.М .Кирова. 4-6. сент» 1984 г.- Ч. Ш Теор. и прикл. мех,- Алма-Ата, 1984.-С.130.. .

18."Кульканов Д.У., Жаврин Ю.И. Определение скоростей компенсирующих гидродинамических потоков при диффузии в некоторых трехкомпонентных газовых смесях в средне объемной и среднемассовой системах отсчета // Физическая гидродинамика и диффузия в газах.-Алма-Ата, 1985,-С*22-25.

19. Жаврин В.И., Косов Н.Д., Белов С.М., Курмакаев Ф.З. Экспериментальное исследование концентрационной конвекции в трехком-понентной газовой смеси водорода-аргона-азота в замкнутом объеме // Исследование процессов переноса.- Алма-Ата, 1985.- С.12-16.

- 3320. Белов С,ti., Жаврин Ю.И., Косов Н.Д, Диффузионная неустойчивость газовой сиеси гелий-аргон-азот при.различных давлениях и концентрациях /,Каз. ун-т.т- Алма-Ата, 1985,- 13 ci-Деп. в НазНИИНТИ 14,10.85» № 1073'. . .

2IÍ Наврин'Ю.1/Ц, Тарасов С.Б., Айткояаев А.З., Белов С.М., Болотов И.В. Двухколбовый аппарат со смотровыми окнами для исследования диффузионного процесса.в газах при повышенных давлениях И ПТЭ,- 19®.- №5.т С,203-204. . .

. 22. Айтножаев А.З,, Жаврин Ю.И,, Косов Н.Д. Экспериментальное исследование взаимной диффузии через наборы капилляров разного диаиетра // Извесаия АН КазССР, сер. физ.-мат^- 1985.- №6,- С. 63-66,.

23. Жаврин Ю.И., Айткожаев А.З,, Косов Н.Д. Экспериментальное исследование поведения газа-разбавителя в трехкомпонентной газовой смеси в случае неустойчивого процесса // Исследование физических процессов в газообразных и конденсированных системах.-Караганда, I985.-C.I3-I7. .. .

24. Косов В,Н., Яаврин Ю.И. Влияние коэффициентов диффузии на возникновение концентрационной неустойчивости в некоторых трех-, конпонентных газовых смесях // Диффузионный и конвективный перенос в газах и иидкостях,- Алма-Ата, 1986,- С.16-18.

25.Жаврин Ю.И. Изотермическая многокомпонентная.диффузия в газах.// Явление переноса в.газах и жидкостях: Матер,.Всес, совещ.-се'мин, молод, ученых.т Алма-Ата, 1986,- С.З-Ю.

26. Белов С.М., Еаврин Ю.И,, Косов Н.Д, Конвекция, обусловленная диффузионной нестабильностью в трехкомпонентных газовых смесях в изотермических условиях // У1 Всес. съезд по теор. и прикл. механ, Ташкент, 24-30 сент. 1986 г, Анног. докл.- Ташкенг, 1986,-.С.91-92. ...

27. йаврин Ю.И., Косов В.Н. Влияние температуры на процесс, диффузионной неустойчивости //.ИФЖ,- 1988,- Т,55, №1.- С.92^97.

28. Белов С.М., Жаврин Ю.И., Косов'Н.Д. Экспериментальное исследование диффузионной,неустойчивости.в многокомпонентных газовых смесях // Тез, докл, IX Всзс. конф. по динамике разрененных гьзов,- Свердловск, ,1987,- T.I.- C.67, . .

29. Айткояаев А.З., Жаврин Ю.И., Косов Н.Д. О циркуляции га-за-разбаэитеяя в случае неустойчивого диффузионного процесса в трехкомпонентной системе // Новейшие исследования в области тел* лофизических свойств. Крат, тез, докл. к предстоящ, Всес. соаещ,--семин. молодых учен. ( IX Всас. теплофиз. школа ) 13-19 мая

Í.988 г.- Тамбов, 1988.- С,104.. .

30. Болотов И.В., Жаврин Ю.И., Косов В.Н. Исследование диффузионной неустойчивости в наклонном канаве // Вопросы тепломассообмена,- Алма-Ата, 1989,- C.7-II» . .

31. Болотов И.В., Наврин Ю.К., Косов Н.Д. Молекулярная и гидродинамическая составляющая эффективного коэффициента диффузии / Каз.унт-т.- Алма-Ата, 1989,- 21 е.- Деп. Ъ КазНИИНТИ 03.08.89,

Ш 2808.

32. Косов В.Н., Каврин Ю.И. Влияние диффузионного числа Прандшлл на концентрационную конвекцию в.трехкомпонентных газо^ вых смесях //Математика и механика. Тез.докл. IX Респ. меквуз. науч. конф. по матем. и мех. Ч. Ш Теор. и ппикл. механика.- Алма-Ата, 1989.- C.I30. . .

33. Косов В.Н., йаврин Ю.И. Коэффициенты диффузии некоторых бинарных и трехкокпонентных газовых смесей, содержащих фреон-12 И Теплофизические свойства веществ и.материалов.- 1,1.: Изд-во Стандартов, 1989.- Вып.28.- С.II2-I22.

34,.АЙткокаев А.8., Болотов И.В., Жаврин Ю.И., Косов Н.Д., Курмакаев Ф.З. Таблицы рекомендуемых справочных данных. Система водород-азот-метан. Эффективные коэффициенты диффузии компонентов при томпературе 298,0 К в области давлений от 1,0 до 5,0 МПэ и концентраций газов в исходных бинарных смесях от 0,1 до 0,9 мольных долей / ВНИЦ MB Госстандарта СССР,- М,; 1989.-.42 с,-Деп. в.ВКИШ1 24,11.89, Ш 597..

35. Жаврин Ю.И., Косов В.Н; Диффузионная стабильность и кон-, центрационкая неустойчивость в. трехкомпонентных изотермических ■ газовых смесях // X Всес. конф. по динамике.разреженных газов. Тез. докл. 27-30 июня 198? г.-ЛДосква, 1989.- С.69.

36. Косов В.Н., Жаврин Ю.И. Экспериментальное исследование ла диффузионную устойчивость некоторых изотермических трехкомпонентных газовых.систем // Известия АН КазССР, сер. физ.-мат,-1990, Гй2.- С,66-69. '. ,

37. Косов В.Н., Жаврин Ю.И. Влияние вязкости смеси на процесс диффузионной неустойчивости в изотермических газовых системах // Теплофизика.релансирующих.систем..Крат. тез. докл, к,предстоящ. Вссс. совещ.-семин, молод, ученых.- Тамбов, 1990.- С.74-75, . .

38. Каврин Ю.И., Косов В.Н., Айткожаев А.З., Курмакаев Ф.З., Кулыканов Д.У. Соотношения между потоками эффективными и матричными коэффициентами для трехкомпонентнон диффузии в ереднеойьем-ной системе отсчета / Каз.ун-т.- Алма-Ата, 1990,- 40 е.- Деп. в

КазНИИНТИ 21.05.90, lis 3008, ...•'..

39. Жаврин Ю.И., Ко'сов В.Н,, Айткокаев А.З., Курмакаев Ф.Э., Кульжанов Д.У. Сравнение'истинных, коэффициентов диффузии компонентов некоторых тройных газовых смесей, вычисленных по теории Больциана и через коэффициенты взаимной диффузии / Каз,ун-т.- Алма-Ата, 1990,- 25 с.~ Деп. в КазНШНТИ 21.05.90, Iй 4032.

40. Kosov V.H., Zhavrin Yu.I. The determined regions of diffusions instability isothermal diffusion in ternary g33 Eixfcurss // International symposium "Generation of larges-ocale struotares in continuous media" ( The non-linear dynamics of structures ) June 11-20, 1990,- lern-Ifosoow, USSR.- P.152-153.

41. Kosov II.D., Zhavrin Yu.I., Kosov V'.H. Formation of etruoture3 and oonveotivs streane by isothermal diffusion in ternary gas mixtures // Ibid'.— P. 154-155'.

42^ Жаврин Ю.И., Косов В.Н, Концентрационная конвекция при изотермической диффузии в.трехкомпонентных газовых смесях в цилиндрическом канале / Каз.ун-т.- Алма-Ата, 1991,- II е.- Деп. а КавНИИНТИ 11,02.91, К» 3296. . .

. 43. Жаврин Ю.И., Косов В.Н. Границы устойчивой диффузии в трехкомпонентных газовых смесях // ИФ1,- 1591.- Т.60, 1!» 3,-С .419-4 25.

44. Каврин Ю.И., Косов В.Н. Влияние длины канала на устойчивость диффузионного процесса в многокомпонентных газовых смесях и Вестнйк АН КазССР,. 1991.- 1й 10.т С.63-65..

45. Айткоааев А.З., Жаврин Ю.И,, Косов Н.Д. О переносе гаэа--разбэвителп в трехкомпонентной системе в случае неустойчивого диффуаионного процесса Ц Известия АН КазССР, сер. фнз.-мат.,

1991,-б,- С,§8-92.

46. Косов Н.Д., Лаврин Ю.И., Косов В.Н. Влияние концентрационной конвекции на измерение тацлофизических констант // Теп-физическая конференция СНГ 24-28 июня 1992 г. Тезисы докладов.-Махачкала, 1992.- С.52.

47. Айткокаев А.8., Каврин Ю.И.; Косов Н.Д., Курмакаев Ф.З. Исследование диффузии в трехкошокентной газовой смеси водород-а^от-метан при различных давлениях и концентрациях // Аэродинамика и тапдоиассопзрзнос ( Сб. научных трудов ).- Алиа-Ата,

1992,- С.5-15.

43. Kosov IT .Г., Zhavrin Yu.I., Kosov Т.Н. The peculiarities of admixture diffusion in three - component gas mixtures // First International Symposium "Physical Problems of Ecology, Nature Management and Resources Conservation" ( 31 May - 9 ¿une 1992 ).-Izhevsk, 1992. - P. 44.

49. Kosov II.1). , Zhavrin Yu.I., Kosov V.II. Formation struotu-гез at instability diffusion in ternary gao mixtures // International Conference on the Methods of Aerophysical Research

( August 31 - September 4, 19S2 ).- ITovosibirsk, Eussia, 1992. -Prooeedinc part I, - Г. 75-78.

50. Kosov H.D., Zhavrin Yu.I., Kosov V.II. Biffusive instability dnrinc ternary isothernal diffusion in the absense of gravitation //Hydromechanics and IIoatAlass Transfer in Miorogravity. Previewed Proceedings of the First International Symposiun on Hydro-oeohsnios and Heat/Mass Transfer in Hiorocravity. Perm - Moscow, Russia, 6 - 14 July 1991. - Amsterdan: Cordon and Breach Science Publishers, 1992. - P. 531-536.

51. Айтксиза! Л.З., Бычков А.Г., Кадрив Ю.И., Косодз Н.Д., !Сурм:н:аев Ф.З. Исследование диффузии в системе ( водород + метан ) -.воздух при различных давлениях и концентрациях компонентов бинарной смеси / НИПЭТФ Каз. ун-т. - Алма-Ата, 1993. - 22 е.- Деп.

1' КазНШШЛ! 15.01.93. IS 3984. ■ ' ■

52. Когшш Ю.И., Косов В.И. Образование структур и концентрационная конвекция при изотермической диффузии трехкомпонентных газовых смесей через переменное число каналов ровной площади // Письма в ИФ. - 1993. - Т.19, вып. 10. - С.18-21. . ".

53- iuocob Н.Д., Бычков А.Г., Unvpim Ю.И., Косов В.Н. Приме не-пи" те не того метода дня визуализации конвективных течений, образующихся при диффузии в многокомпонентных газовых смесях // Тезисы докладов II Межреспубликанской конференции "Оптические методы исследования потоков" 1-3 июня 1993 г. - Новосибирск, 1993. -0.79-00.

5Ц. АИткожоев А.З., Наврин Ю.П., Косов В.Н., Косов Н.Д. Концентрационная конвекция в изотермических трехкомпонентных газовых ет'егкх с балластным газом // Доклады НАН Республики Казахстан. -1993, Е> 2. - С.21-26.'

Резине

Ерокао нондаргилзр нэп куралдарда таврибв аург1зи арцаылн изотершшкц Vй коипонентт! газ 1узспалариндарн диФФузиялы^ орннч-сыздац ку.бшшсц ер турл! загдайлар ззнз паранетрлер ув1н Э9Р~ Т78л!иг8н . Тасималдац ээне цозгалнс тендедлер1и1ц нег!з1нде Рз-леЛ санн api^.m келзс1 айыащтардн табд ад1стер! ^¿сынал^ан: орннц-тн диффдзия , ыонотонднц вене тербелцел1 аднт^д аймацтары.

Орннцснз аасса таснналди кез!ндвг1 суйылиуш газднц ДйФФд-зиалнц каналдарн айналип ауру I табылран вене суйилпуш газди тац-дап алу ар^ылы нвг1зг! газдардыц араласцин тездетцге ненесв бв-сечдетаге болатшш кврсеШгон. Эр турл! сана^ ауйелер1нде квп коипонентт! газдардш} диффузия коэффициенттер1 твярибе ар^лы алынган,

Осн а.шнган нативелзрд! сипаттауга Наксвелл-Больцнан-Дзинс теорияга ¡^олданнлдн. Кап коипонентт! иассалар тасыкалн авселес!н аевц yaiH, коп кардайларда вуиц ти!ыд! дйффдзия коэффициент?! СССР Госстандарта бек1ткен 4 РСД таблицаларын дайнндаган кездв пайдаланнлган.

Suseary

With the unions equipasnt and sxperiaental facilities the instability of isotensal ternary gas diffusion aas experiasntaily investigated under various conditions and at different paraseters. It чаз shown that the conditions uf sxperinent influence the foraation and the course of ths instability process. Basins on the equations of aass and aoaentuB transfer in tersss of Ray 1 sigh nusbers the aothnd for dateraination of regions of unstable diffusion, sono and oscillatory disturbances was aorked out . The phenoienon of solvent-gas circulation in channel during the process of unstabla ;sass transfer Has discovered. It was obtained that varying the sort of solvent-gas in stable process, the mutual diffusion of the other tuo coaponents aay be either intensified or supressed.

The nea ssperissntal data on sulticoaponent gas diffusion coefficients in different fraaes of rsfrences we obtained. These data неге found to be in good agreeaent i?ith MaSHell-Boltzaann -Seans theory. It aas leterained that the approbate aethod of effective diffusion coefficients азу be applied for solving prohiaas of aulttco-poner.t das^-transfsr, in particular, the sethod «as used in preparing the four Tables of Recoaaended Reference Data appreciated by USSR 5SSSD с Stats Service of Standard Reference Data ).

оИ-

\