На підставі аналізу експериментальних даних стосовно швидкості випаровування краплин води в ізотермічному режимі показано, що концентрація пари поблизу поверхні краплини пропорційна швидкості зміни площі цієї поверхні, а коефіцієнт пропорційності не залежить від буферного газу та відносної вологості атмосфери. Запропоновано інтерполяційну формулу для швидкості випаровування краплин води в ізотермічному режимі в атмосфері інертних і деяких органічних газів, що якісно й кількісно добре описує експериментальні дані. Доведено, що слабке (не лазерне) оптичне випромінювання прискорює швидкість випаровування краплин деяких органічних рідин (етилбензолу, нітробензолу). Установлено, що вплив оптичного інфрачервоного випромінювання на швидкість випаровування крапель пропорційний до електричного дипольного моменту молекули рідини, що випаровується, і не пов'язаний з нагріванням краплини та оточуючого середовища за дії випромінювання. Розвинуто напівфеноменологічну теорію випаровування краплин полярних рідин під дією слабкого оптичного інфрачервоного випромінювання, яка базується на припущеннях, що коливні степені вільності молекул пари у приповерхневому шарі краплі збуджуються, а їх енергія у процесі зіткнень цих молекул з поверхнею витрачається на збільшення швидкості випаровування. Експериментально вивчено вплив малих концентрацій домішок фреонів та нонану, наявних у паро-газовому середовищі, на швидкість випаровування крапель води та льоду.

Досліджено вплив зовнішніх факторів (тип фонового газу та наявність оптичного випромінювання різних довжин хвиль) на характеристики випаровування крапель рідин. За використанням феноменологічної теорії випаровування H. A. Фукса встановлено незалежність значення коефіцієнта конденсації води у ході її випаровування від типу фонового газу та значення вологості середовища за виключенням вуглекислого газу. Розраховано залежності концентрації пари речовини краплини біля її поверхні від швидкості випаровування. За допомогою методів нерівноважної термодинаміки одержано вираз для опису випаровування краплини в дифузійному режимі випаровування, який було використано для розрахунку кінетичної складової коефіцієнта дифузії (кінетичного коефіцієнта Онзагера-L). Встановлено логарифмічне зменшення коефіцієнту Онзагера L за збільшення молярної маси фонового інертного газу. Досліджено вплив оптичного випромінювання різних довжин хвиль на швидкість випаровування крапель рідин. Показано збільшення швидкості випаровування крапель йодбензолу, нітробензолу води й етилбензолу під дією випромінювання у разі незначної зміни температури краплини. Для цих рідин експериментально показано існування так званої "червоної межі" опромінення, яка не викликає збільшення швидкості випаровування в досліджених рідинах.

Запропоновано оригінальний метод розрахунку хімічного потенціалу неоднорідної системи. Для бінарного розчину, що знаходиться в обмеженому об'ємі, побудовано диференціальні рівняння, які дозволяють обчислити просторову залежність хімічного потенціалу в широкому інтервалі зміни термодинамічних параметрів, включаючи окіл критичної точки розшарування. Вперше одержано просторову залежність хімічного потенціалу в обмеженому об'ємі поблизу критичної точки розшарування у випадках критичної ізотерми, критичної ізохори та в наближенні плавної неоднорідності. Вперше досліджено вплив ефектів, що виникають поблизу критичної точки розшарування розчину на адсорбцію та випаровування компонентів цього розчину. Проведено теоретичне дослідження впливу геометрії адсорбуючої поверхні на адсорбцію. Вперше проведено порівняння залежності адсорбції від неоднорідності розчину адсорбату та неоднорідності адсорбуючої поверхні. Запропоновано метод, що дозволяє одержати параметри двовимірного фазового переходу на поверхні адсорбенту за відомою з експерименту ізотермою адсорбції.

Вивчено теплообмін у процесі кипіння розчинів ізобутан-мастило за умов великого об'єму. Досліджено пентан, ізобутан і його суміші з мінеральним компресорним мастилом "Азмол" з концентраціями 0; 2,5; 5,0; 9,2; 30 % за широкого діапазону зміни густини теплового потоку. Проведено порівняння результатів експериментів для розчинів ізобутану з мастилом з існуючими моделями кипіння для розчинів холодоагент-мастило. Запропоновано математичну модель, що описує залежність коефіцієнта тепловіддачі від густини теплового потоку. Проаналізовано вплив мастила на теплообмін за кипіння. Знайдено відповідні емпіричні коефіцієнти за існуючих підходів для коректного опису інтенсивності теплообміну.

Вивчено та аналітично описано фазову рівновагу рідина - пара в бінарних сумішах компонентів повітря. Запропоновано дві форми рівняння для розрахунку властивостей таких сумішей. Всі досліджені в роботі суміші розділено на три групи: основні компоненти повітря, що включають суміші з азотом та киснем; суміші інертних газів; суміші, що включають в якості одного з компонентів діоксид вуглецю або метан. Для цих сумішей виконано аналіз експериментальних даних про параметри фазової рівноваги рідина - пара та проведено їх розрахунок. На підставі наявних експериментальних даних розроблено форми та складено рівняння для розрахунку фазової рівноваги рідина - пара для 22 бінарних сумішей компонентів повітря у широкій області параметрів. Описано методику складання та вибір рівняння для розрахунку фазової рівноваги рідина - пара в бінарних сумішах компонентів повітря. Оскільки залежність тиску бінарної суміші у стані фазової рівноваги від температури та складу має складний характер, а також залежить від значень температури суміші та критичої температури низькокиплячого компоненту, розроблено дві форми рівнянь, які придатні для апроксимації дослідних даних із достатньою точністю. Рівняння відображають тиск рідини або пари як функцію температури та складу.

Індекс рубрикатора НБУВ: В365.514,022 + Г511.32

Рубрики:

Випаровування та кипіння. Конденсація

Шифр НБУВ: ДС49631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено новий спосіб точного розкладу статистичної суми в термінах густини. Одержано загальне рівняння стану флюїду великого (але скінченого) об'єму та досліджено його асимптотичну поведінку в термодинамічній границі. Аналітично досліджено поведінку статистичної суми й одержаних рівнянь стану в щільних станах та порівняно її з поведінкою традиційних розкладів за степенями густини й активності. Визначено теоретичні межі застосовності традиційних віріальних розкладів та одержаних рівнянь. Одержано загальну теоретичну умову конденсації - аналітичне рівняння для параметрів точки сухої насиченої пари. Досліджено симетрію "частинка - дірка" в моделі ґраткового газу. Одержано рівняння стану в області великої щільності ґраткового газу. Вдосконалено наявні методи розрахунку віріальних коефіцієнтів (незвідних інтегралів) високих порядків для реалістичних потенціалів міжмолекулярної взаємодії. Здійснено розрахунки віріальних коефіцієнтів високих порядків для кількох найбільш поширених реалістичних моделей взаємодії та зроблено спробу екстраполяції одержаних даних на ще більш високі порядки. На основі інформації про віріальні коефіцієнти проведено числові дослідження поведінки одержаних рівнянь у щільних станах та в області конденсації.

Отримано точний аналітичний вираз для активності фазового переходу будь-яких моделей ґраткового газу із симетрією "частинка – дірка" як радіусу збіжності віріальних розкладів за ступенями активності. Доведено рівність тиску в симетричних віріальних розкладах як за ступенями активності, так і за ступенями густини в точках нуля їх ізотермічного модуля пружності. Розроблено методику точного визначення групових інтегралів ґраткового газу у вигляді аналітичних функцій від температури та отримано відповідні залежності віріальних коефіцієнтів (незвідних інтегралів) та звідних інтегралів до сьомого порядку для кількох моделей ґраткового газу різної геометрії й вимірності, з різними формами потенціалу міжмолекулярної взаємодії. Встановлено, що асимптотична поведінка звідних групових інтегралів для самих різних моделей речовини (не лише ґраткових газів) з ростом порядку в точності відповідає теоремі Коші – Адамара, що відкриває нові широкі можливості визначення віріального ряду в області дуже високих порядків. Запропоновано загальну апроксимацію групових інтегралів високих порядків для різних моделей ґраткового газу, яка за субкритичних температур адекватно описує поведінку таких систем від газоподібних станів до щільного пакування, уключаючи область фазового переходу як на якісному, так і на кількісному рівні.