Модель двухтемпературной среды газ-твердые наночастицы с лазерным пиролизом метана Full article
| Journal |
Математическое моделирование
ISSN: 0234-0879 |
||
|---|---|---|---|
| Output data | Year: 2023, Volume: 35, Number: 4, Pages: 24-50 Pages count : 27 DOI: 10.20948/mm-2023-04-02 | ||
| Tags | двухфазная среда, наночастицы, теплообмен, двухтемпературная среда, уравнения Навье-Стокса, численная модель, химические реакции, метан,two-phase medium, nanoparticles, heat transfer, two-temperature medium, navier-stokes equations, numerical model, chemical reactions, methane | ||
| Authors |
|
||
| Affiliations |
|
Funding (1)
| 1 | Russian Science Foundation | 21-19-00429 |
Abstract:
Создана математическая модель двухфазной химически активной среды из газа и твердых ультрадисперсных частиц в поле лазерного излучения с детализированными процессами теплообмена между газом и частицами. Математическая модель представляет собой систему уравнений Навье-Стокса в приближении малых чисел Маха и нескольких температур, которая описывает динамику вязкой многокомпонентной теплопроводной среды с диффузией, химическими реакциями и подводом энергии посредством лазерного излучения. Разработан вычислительный алгоритм для изучения химических процессов в газопылевой среде с односкоростной динамикой многокомпонентного газа при воздействии лазерного излучения. Для данной математической модели характерно наличие нескольких сильно различающихся между собой временных и пространственных масштабов. Вычислительный алгоритм построен на основе схемы расщепления по физическим процессам. Для двухфазной среды из многокомпонентного газа и нанодисперсных твердых частиц проведены теоретические исследования разнонаправленных процессов тепловой релаксации и специфического нагрева-охлаждения компонент двухфазной среды лазерным излучением, тепловыми эффектами химических реакций и собственным излучением частиц. Показано, что лазерное излучение может сформировать отрыв температуры частиц от температуры газа и обеспечить активацию метана с конверсией в этилен и водород. Разработанная численная модель найдет свое применение в создании новых технологий лазерной термохимии.
Cite:
Снытников В.Н.
, Пескова Е.Е.
, Стояновская О.П.
Модель двухтемпературной среды газ-твердые наночастицы с лазерным пиролизом метана
Математическое моделирование. 2023. Т.35. №4. С.24-50. DOI: 10.20948/mm-2023-04-02 РИНЦ OpenAlex
Модель двухтемпературной среды газ-твердые наночастицы с лазерным пиролизом метана
Математическое моделирование. 2023. Т.35. №4. С.24-50. DOI: 10.20948/mm-2023-04-02 РИНЦ OpenAlex
Translated:
Snytnikov V.N.
, Peskova E.E.
, Stoyanovskaya O.P.
Mathematical Model of a Two-Temperature Medium of Gas–Solid Nanoparticles with Laser Methane Pyrolysis
Mathematical Models and Computer Simulations. 2023. V.15. N5. P.877-893. DOI: 10.1134/s2070048223050095 Scopus РИНЦ OpenAlex
Mathematical Model of a Two-Temperature Medium of Gas–Solid Nanoparticles with Laser Methane Pyrolysis
Mathematical Models and Computer Simulations. 2023. V.15. N5. P.877-893. DOI: 10.1134/s2070048223050095 Scopus РИНЦ OpenAlex
Dates:
| Submitted: | Nov 15, 2022 |
| Accepted: | Dec 12, 2022 |
Identifiers:
| Elibrary: | 50497957 |
| OpenAlex: | W4324045253 |