Главная » Просмотр файлов » Автореферат

Автореферат (1025852), страница 3

Файл №1025852 Автореферат (Разработка метода расчета рабочих процессов и создание пневмовакуумной установки сепарации ДНК) 3 страницаАвтореферат (1025852) страница 32017-12-21СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Относительные фазовые проницаемости определяются как типичные для жидкости игаза по Викову и Ботсету.2.3.4.Уравнение неразрывности потока рабочей среды:m ( i Si )  div( i ui )  0tУравнение суммарной насыщенности фаз:S1  S 2  1Уравнения для капиллярного давления:p1  p2  pc ( S1 )8mJ (S1 ),kS1 , S 2 – насыщенности фаз жидкости и газа, p1 – давление более смачивающей фазы (жидкости), p2 – давление менее смачивающей фазы (газа), pc ( S1 ) –капиллярное давление, J(S1) – функция Леверетта, σ – коэффициент поверхностного натяжения; θ – краевой угол смачивания; m – коэффициент пористости.Математическая модель дополняется начальными и граничными условиями, определяющими решение систем заложенных в основу модели уравнений.Начальные условия:Распределение фаз, давлений, скоростей в начальный момент времени:Pc (S1 )  σ cosθt0S1  x, y, z1   1; S2  x, y, z1   0; S1  x, y , z 2   0; S 2  x, y , z 2   1p  paтм ; u  0z1   2  z  h  z  H z2  z \ z1где H – координата нижнего уровня жидкости, h – координата верхнегоуровня жидкости, paтм – атмосферное давление, Па.Граничные условия:• На входе в расчетную область:•p (R)  paтм ; S 2 (R)  1; S1 (R)  0R(r, r , z, t)  S12• На выходе из расчетной области:•p (R)  pвак или u (R)  uнас ; S 2 (R)  1; S1 (R)  0 R(r, r , z, t)  S45 , u (R)  S45• На внутренних границах:        r : r  S23 u2  u3; r : r  S34 u3  u4 ; r : r  S45 u4  u5.• На внешних границахux (r)  u y (r)  uz (r)  0; r( x, y, z, t)  S2T  S3T  S4T  S5T .где pвак – давление в блоке вакуумной сепарации.Для замыкания системы уравнения разработанной математической модели рабочих процессов в УВС требуются: коэффициент проницаемости пористой области k, коэффициент пористости M и краевой угол смачивания θ.

Этивеличины определяются с помощью экспериментальных исследований.Полученная система дифференциальных уравнений, дополненнаяначальными и граничными условиями решается с помощью численного методаконтрольного объема. Производится дискретизация дифференциальных уравнений в частных производных с помощью составления дискретных аналогов ирешение полученной системы уравнений.Третья глава посвящена проведению экспериментальных исследований сцелью определения замыкающих коэффициентов: коэффициента проницаемо9сти пористой области k, коэффициента пористости m и краевого угла смачивания θ.Исследование коэффициента пористости m пористого тела проводится спомощью метода взвешивания насыщенного жидкостью пористого тела. Измерение массы ячейки с пористым телом проводилось с помощью высокоточныхвесов для измерения микромасс PS-20.

Расчетно-теоретическое исследованиепозволило определить коэффициент пористости: m  0,27  0,03.Исследование краевого угла смачивания планшета очистки проводится спомощью метода растекающейся капли, который основан на измерении диаметра основания капли и ее высоты. Измерение геометрических характеристиккапель проводится оптическим методом с помощью цифрового микроскопаMAN 1011.

Полученное значение краевого угла смачивания составило:  68,7  5, 4 .Исследование проницаемости пористых тел ячеек планшета очистки проводится с помощью методики, разработанной в рамках данной работы. Она заключается в том, что через различные ячейки под действием заданного перепада давления перемещается измеряемое количество рабочей среды, в качествекоторой используется дистиллированная вода. Гидродинамические характеристики воды подобны характеристикам растворов биопроб.Экспериментальные исследования проводились на специальном стенде,разработанном в рамках данной работы с применением аддитивных технологий.

Схема экспериментального стенда приведена на Рисунке 4,а. Фотографияизготовленного блока вакуумной сепарации с планшетом очистки представленана Рисунке 4,б.а)б)Рисунок 4. Экспериментальный стенд: а – схема экспериментального стендаустановки вакуумной сепарации, б – фотография блока вакуумной сепарации.NI – мембранный вакуумный насос; V1 – обратный клапан; P – вакуумметр; V2 – регулируемый дроссель; A – устройство измерения расхода; СV –блок вакуумной сепарации; С – колба-сборник объемом 0,5 л.10В УВС рабочие процессы включают в себя не только течение рабочейсреды внутри ячеек, но и осаждение рабочей среды и ее компонентов на пористых телах.

Различные факторы, влияющие на процесс течения рабочей среды,приводят к динамическому изменению гидравлического сопротивления пористого тела в ячейке. Влияние этих факторов на расходные характеристики рабочих ячеек УВС оценивается с помощью соответствующей серии экспериментов по исследованию характеристик течения рабочей среды в отдельных ячейках планшета очистки. В реальном рабочем процессе пробоподготовки контактбиопробы с пористым телом краткосрочен (в среднем общее время контакта неболее 5 мин), поэтому необходимо определить начальное гидравлическое сопротивление, характеризуемое коэффициентом проницаемости при краткосрочном контакте рабочей среды с сорбентом (начальный коэффициент проницаемости).Анализ результатов экспериментального исследования по изучению характеристик течения рабочей среды в УВС показал, что при обеспечении времени контакта рабочей среды с пористым телом не более 5 мин расход рабочейсреды через ячейку планшета очистки снижается не более чем на 14%.

Средняяпогрешность определения расхода в экспериментальном исследовании составила 12,8%.Экспериментальные исследования течения рабочей среды через различные ячейки планшета очистки позволили получить расходные характеристикиячеек – зависимости расхода рабочей среды, проходящей через ячейку, от перепада давлений на ней (Рисунок 5).Рисунок 5.

Экспериментально полученные расходные характеристики рабочейсреды Q(Δp).11Анализ экспериментальных данных позволил сделать вывод о значительном разбросе расходов рабочей среды в различных ячейках при одинаковом перепаде давления, что свидетельствует о различии гидравлических сопротивлений пористых тел ячеек. На основе закона Дарси определены коэффициентыпроницаемости и построена гистограмма выборки. Определены максимальный,средний и минимальный коэффициенты проницаемости исследуемых рабочихячеек: kmax=7,95·10-12 м2, kave=5,19·10-12 м2, kmin=2,43·10-12 м2.С целью подтверждения адекватности разработанной математическоймодели в применении к описанию поверхностных явлений и каплеобразованияпроводится экспериментальное исследование капельно-струйного течения вобласти Ω5 под ячейкой (Рисунок 3).

Для этого в состав экспериментальногостенда вводится цифровой микроскоп MAN 1011 и проводится съемка образования капель или струи рабочей среды. В результате эксперимента полученосреднее значение давления перехода из капельного в струйный режим течения:Δpпер=9,2 кПа и диаметр капли при нулевом перепаде давления dк=3,1±0,05 мм.В четвертой главе проведено расчетно-теоретическое исследование рабочих процессов на основе разработанного метода расчета с использованием общей и частной математических моделей.

Целью численного исследования с помощью частной математической модели и моделирования рабочих процессов влокальных расчетных областях (Рисунки 2,а; 2,б; 2,в) является получение расчетных данных, необходимых для подтверждения адекватности общей математической модели. Оценка точности описания рабочих процессов на основе математической модели проводится с помощью сопоставления расходных характеристик Q(Δp), диаметра капли dк и перепада давления перехода режимов течения Δpпер, полученных численным и экспериментальным методами.В целях сокращения вычислительных и временных ресурсов при численном расчете из общей математической модели выделяется частная модель, описывающая рабочие процессы таким образом, чтобы определение расходов рабочей среды через ячейку с пористым телом в зависимости от различных перепадов давлений было возможным без потери точности общей математическоймодели. В частной модели рассматривается однофазное движение рабочей среды – жидкости или газа, а ее расчетную область составляет область одной рабочей ячейки с пористым телом.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6549
Авторов
на СтудИзбе
300
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее