Об эффекте диффузионного разделения элементов при неизотермическом течении многокомпонентных химически равновесных газовых смесей в круглых трубах

Сформулирована система уравнений, описывающая неизотермическое течение в круглых трубах химически равновесных газовых смесей, учитывающая диффузионное разделение химических элементов. Предложен неявный консервативный конечно-разностный метод аппроксимации первого порядка точности по продольной и радиальной координатам. Анализ влияния диффузионных эффектов проведен на примере течения в охлаждаемой трубе равновесно реагирующей многокомпонентной газовой смеси, содержащей элементы кислород и водород. Показано влияние на степень разделения химических элементов начального элементарного состава смеси, температурного фактора и числа Рейнольдса. Наиболее отчетливо диффузионные эффекты проявляются при ламинарном режиме течения, где в рассмотренном диапазоне изменения определяющих параметров $(q_w$ до $150$ кВт/м$^2$, $a = 0,7$–$1,2$, $T_w/T_0 = 0,14$–$0,83)$ отклонение концентрации элемента водорода от значения на входе в трубу достигает $10\%$, а погрешность в определении температуры стенки, обусловленная использованием предположения о постоянстве элементарного состава смеси,– $50\%$ ее значения.