ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
25
УДК. 533.6.011.8
Н . К . Н и к у л и н, О . А . Ше м а р о в а
ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА ПО ДЛИНЕ КАНАЛА
С ПОТОКОМ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПАРА
Исследовано пространственно-неоднородные течение разреженного га-
за в канале с потоком металлического пара при молекулярно-вязкостном
режиме течения. Предложена статистическая математическая мо-
дель для расчета параметров газа на основе метода частиц в ячейках,
позволяющая учесть поглощение молекул газа металлическим паром.
Е-mail:
holga.al@gmail.com
Ключевые слова:
вакуум, математическая модель, металличе-
ский пар, метод частиц в ячейках, метод пробной частицы,
статистические методы, молекулярно-вязкостный режим.
Исследования течения газа в молекулярно-вязкостном режиме
ведутся уже длительное время, однако как единая теория, описыва-
ющая характерные для данного режима физические процессы, так и
универсальный метод расчета параметров течения не разработаны.
В связи с этим также отсутствует полноценная теория, описывающая
взаимодействие разреженного газа с потоком более плотной среды (в
данной работе рассматривается поток металлического пара), давление
которой соответствует молекулярно-вязкостному режиму течения.
Необходимость разработки такой теории и достаточно точной мате-
матической модели (ММ) на ее основе, описывающей взаимодействие
разреженного газа с потоком металлического пара, обусловлена много-
образием технологических процессов, протекающих при наличии паров
легкоплавких металлов; причем увеличение концентрации газообразных
продуктов вследствие газовыделения, сорбционных и различных сопут-
ствующих процессов (например, образование продуктов деления) ведет
к уменьшению эффективности рабочих процессов. Для обеспечения до-
пустимой концентрации откачиваемых газов (на уровне высокого и
сверхвысокого вакуума) необходимо знать параметры течения газовой
среды при наличии металлических паров.
Проведенное в данной работе исследование может быть исполь-
зовано при расчете и проектировании следующих систем:
‒
электрогенерирующих каналов (ЭГК) термоэмиссионного реак-
тора-преобразователя. В ЭГК для получения оптимальных значений
работы выхода эмиттера и коллектора и для компенсации объемного
заряда электронов, образующегося вблизи электродов, в зазор между
ними вводят легкоионизируемые пары цезия [1];
‒
высокотемпературных теплообменников, в которых в качестве
теплоносителя используются легкоплавкие металлы;