РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ ВОЛНОВЫМИ ПРОЦЕССАМИ В ДВУХФАЗНЫХ ВЯЗКИХ ПЛЕНКАХ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2025-139-4-184-192Ключевые слова:
двухфазные пленки, концентрированные суспензии, уравнения течения, нелинейные волновые режимы, различная плотность, коэффициент скольженияАннотация
Статья посвящена теоретическому описанию течения концентрированной суспензионной пленки с учетом влияния концентрации дисперсной фазы на вязкость суспензии и коэффициент скольжения вблизи твердой опорной поверхности. Научная новизна и вклад статьи заключается в том, что построена математическая модель и установлено, что новая модель позволяет описать возникновение нелинейно-волнового течения пленки и выявить основные управляющие параметры, необходимые для возможности регулирования интенсивности процессов массообмена при изменении условий течения. Результаты работы могут быть использованы при расчете и проектировании аппаратов в химической и фармацевтической промышленности.
Библиографические ссылки
[1] A. Brener, G.Kalkabay, E. Kenig. Evolutionary equations for non-linear waves in condensate films// Recent Advances in Automatic Control, Modelling & Simulation, Proc. of the 2nd Inter. Conf. on Automatic Control. Soft Computing and Human-Machine Interaction (ASME’13). 2013. P. 107-113.
[2] Jeong D. H., Lee M. K. H., Thiévenaz V., Bazant M. Z., Sauret A. Dip coating of bidisperse particulate suspensions // Journal of Fluid Mechanics. V. 936. A36. 2021. P. 1-24.
[3] Jones D. M. Solution and suspension layering// In Pharmaceutical pelletization tech-nology. CRC Press. 2022. P. 145-164.
[4] Li D., Ye X., & Li C. Effect of film properties on droplet impact on suspended films // Physics of Fluids. No. 35(10). 2023. P.2-11.
[5] Hu K. X., Du K., & Chen Q. S. Nonlinear waves in a sheared liquid film on a hori-zontal plane at small Reynolds numbers // Journal of Fluid Mechanics. V. 999. A14. 2024. P. 1-34
[6] Zhang Y., & Ding Z. Capillary nanowaves on surfactant-laden liquid films with sur-face viscosity and elasticity/ / Physical Review Fluids. V. 8(6). 2023. 064001.
[7] Chatzigiannakis E., Jaensson N., & Vermant J. Thin liquid films: Where hydrody-namics, capillarity, surface stresses and intermolecular forces meet // Current Opinion in Colloid & Interface Science. V. 53. 2021. 101441.
[8] Xie Q., Liu R., Wang X., & Chen X. Investigation of flow dynamics of thin viscous films down differently shaped fibers // Applied Physics Letters, V. 119. 2021. P.1-20.
[9] Zaitsev D., Kochkin D., & Kabov O. Dynamics of liquid film rupture under local heating // International Journal of Heat and Mass Transfer. V. 184. 2022. 122376.
[10] Xie H., Zong Y., Shen L., & Dai G. Interfacial mass transfer intensification with highly viscous mixture // Chemical Engineering Science. V. 236. 2021. 116531.
[11] Saeed A., Kumam P., Nasir S., Gul T., & Kumam W. Non-linear convective flow of the thin film nanofluid over an inclined stretching surface // Scientific Reports. V. 11(1). 2021. 18410.
[12] Chao Y., Zhu L., Ding Z., Kong T., Chang J., & Wang Z. Stability of gravity-driven viscous films flowing down a soft cylinder // Physical Review Fluids. V. 9(9), 2022. 094001.
[13] Liu C., Yu J., Tang C., Zhang P., & Huang Z. (2022). The liquid film behaviors cre-ated by an inclined jet impinging on a vertical wall // Physics of Fluids. V. 34(11) 2022. P. 2-13.
[14] Chattopadhyay S., Desai A. S., Gaonkar A. K., Barua A. K., & Mukhopadhyay A. Weakly viscoelastic film on a slippery slope // Physics of Fluids. V. 33(11). 2021. P. 1-12.
[15] Choudhury A., Paidi V. K., Kalpathy S. K., & Dixit H. N. Enhanced stability of free viscous films due to surface viscosity // Physics of Fluids. V. 32(8). 2020. P. 1-23.
[16] Edwards A. M. J., Ledesma-Aguilar R., Newton M. I., Brown C. V., & McHale G. A viscous switch for liquid-liquid dewetting // Communications Physics V. 3(1). 2020. P. 1-21.
[17] Isaenkov S. V., Vozhakov I. S., Cherdantsev M. V., Arkhipov D. G., & Cherdantsev A. V. Effect of Liquid Viscosity and Flow Orientation on Initial Waves in Annular Gas–Liquid Flow // Applied Sciences. V. 10(12). 2020. 4366.
[18] Lerisson G., Ledda P. G., Balestra G., & Gallaire F. Instability of a thin viscous film flowing under an inclined substrate: steady patterns // Journal of Fluid Mechanics. V. 898. A6. 2020. P.1-24.
[19] Wang Q., Li M., Xu W., Yao L., Liu X., Su D., & Wang P. Review on liquid film flow and heat transfer characteristics outside horizontal tube falling film evaporator: CFD numer-ical simulation // International Journal of Heat and Mass Transfer. V. 163. 2020. 120440.
[20] Czernek K., & Witczak S. Hydrodynamics of two-phase gas-very viscous liquid flow in heat exchange conditions // Energies. V. 13(21). 2020. 5709.
[21] Prokudina L. Mathematical modeling of wave parameters of the flow of a thin layer of viscous liquid in film apparatuses // In AIP Conference Proceedings. Vol. 2312. No. 1. AIP Publishing. 2020. P. 1-6.
[22] Pototsky A., & Maksymov I. S. Nonlinear periodic and solitary rolling waves in fall-ing two-layer viscous liquid films // Physical Review Fluids. V. 8(6). 2023. 064801.
[23] Wei Z., Wang Y., Wu Z., Peng X., & Yu G. Wave characteristics of the falling liquid film in the development region at high Reynolds numbers // Chemical Engineering Science. V. 215. 2020. 115454.
[24] Lavalle G., Grenier N., Mergui S., & Dietze G. F. Solitary waves on superconfined falling liquid films // Physical Review Fluids.V. 5(3), 2020. 032001.
[25] Rivera Y., Berna C., Muñoz-Cobo J. L., Escrivá A., & Córdova Y. Experiments in free falling and downward cocurrent annular flows–Characterization of liquid films and interfa-cial waves // Nuclear Engineering and Design. V. 392. 2022. 111769.
[26] Chinnov E. A., & Kabov O. A. Structures in falling liquid films // Interfacial Phe-nomena and Heat Transfer. V. 9(4). 2021. P. 65-88.
[27] Karmakar A., & Acharya S. Numerical simulation of falling film flow hydrodynamics over round horizontal tubes // International Journal of Heat and Mass Transfer. V. 173. 2021. 121175.
[28] Li C., Liu C., Zhou J., & Ye X. Hydrodynamics and instabilities of a falling liquid film with an insoluble surfactant // Physics of Fluids. V. 35(6). 2023. 064115.
[29] Demekhin E.A. Dynamics of solitary pulses in a falling liquid film // Interfacial Phe-nomena and Heat Transfer. V. 9(4). P. 43-64.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2025 Мейрім Амантай
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
