Distinctions of the Emergence of Convective Flows at the “Diffusion–Convections” Boundary in Isothermal Ternary Gas Mixtures with Carbon Dioxide

Fluids, 2024

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/fluids9020047
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study discusses the influence of the composition of a ternary gas mixture on the possibility of occurrence of convective instability under isothermal conditions due to the difference in the diffusion abilities of the components. A numerical study was carried out to study the change in “diffusion–concentration gravitational convection” modes in an isothermal three-component gas mixture He + CO2 − N2. The mixing process in the system under study was modeled at different initial carbon dioxide contents. To carry out a numerical experiment, a mathematical algorithm based on the D2Q9 model of lattice Boltzmann equations was used for modeling the flow of gases. We show that the model presented in the paper allows one to study the occurrence of convective structures at different heavy component contents (carbon dioxide). It has been established that in the system under study, the instability of the mechanical equilibrium occurs when the content of carbon dioxide in the mixture is more than 0.3 mole fractions. The characteristic times for the onset of convective instability and the subsequent creation of structural formations, the values of which depend on the initial content of carbon dioxide in the mixture, have been determined. Distributions of concentration, pressure and kinetic energy that allow one to specify the types of mixing and explain the occurrence of convection for a situation where, at the initial moment of time, the density of the gas mixture in the upper part of the diffusion channel is less than in the lower one, were obtained.