Fenômenos de transporte no escoamento de misturas de gases rarefeitos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2005
Autor(a) principal: Kalempa, Denize
Orientador(a): Sharipov, Felix, 1959-
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Dinamica dos gases rarefeitos
Gas - Escoamento
Física
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/1625
Resumo: Orientador: Felix Sharipov
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Os cálculos numéricos são realizados para três misturas de gases nobres: Neônio-Argônio, Hélio-Argônio e Hélio-Xenônio. No regime de moléculas livres, como a interação intermolecular pode ser desprezada, a solução da equação cinética é obtida analiticamente. No regime de transição a equação cinética é resolvida numericamente através do método de velocidades discretas. A condição de contorno de espalhamento difuso das partículas na superfície sólida é utilizada. No regime hidrodinâmico, visando evitar o esforço computacional necessário para a solução da equação cinética, utiliza-se a equação de Navier-Stokes com a condição de contorno de deslizamento da mistura gasosa na superfície sólida que a delimita. Os coeficientes de deslizamento viscoso, térmico e difuso são calculados numericamente e uma análise da sensibilidade desses coeficientes ao potencial de interação entre as partículas e a composição química da mistura é realizada. A não linearidade da velocidade hidrodinâmica na camada de Knudsen é verificada através dos perfis das velocidades das espécies constituintes de cada mistura considerada no presente trabalho. Os resultados obtidos para os coeficientes cinéticos são tabelados para um amplo intervalo de número de Knudsen e o perfil de cada coeficiente cinético em função da rarefacção das misturas consideradas neste trabalho é mostrado. O perfil da velocidade dos constituintes da mistura Hélio-Argônio e mostrado nos três regimes de escoamento.Abstract: The mass flow and heat flux of a rarefied gas binary mixture through a long tube caused bygradients of pressure, temperature and concentration were studied over the whole range of theKnudsen number. A thermodynamics analysis of the problem shows that the mass flow rateand the heat and diffusion fluxes can be totally determined by using the Onsager kinetic coefficients which were calculated on the basis of the McCormack kinetic model of the Boltzmannequation. The numerical calculations were carried out for the gaseous mixtures Neon-Argon,Helium-Argon and Helium-Xenon. In the free molecular regime we may neglect the intermolecular collisions and, consequently, the solution of the kinetic equation can be solved analitically.In the transition regime the kinetic equation was solved by the discrete velocity method. Thediffuse scattering boundary condition was used. To avoid the computational efforts necessaryto solve the kinetic equation in the hydrodynamic regime we used the Navier-Stokes equationtaking into account the velocity slip boundary condition. The viscous, thermal and diffusionslip coefficients were calculated and the dependence of these coefficients on the intermolecularinteraction potential and chemical composition of gaseous mixture was studied. The velocityprofiles of every species in the Knudsen layer were given. The results obtained for the kineticcoefficients were tabulated for an wide range of the Knudsen number and their profiles as afunction of the rarefaction parameter of the mixture were given. The velocity profiles of speciesof the mixture Helium-Argon were given for the three regimes of the gas flow.x, 94f. : grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalDinamica dos gases rarefeitosGas - EscoamentoFísicaFenômenos de transporte no escoamento de misturas de gases rarefeitosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALKalempa.pdfapplication/pdf945257https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/1625/1/Kalempa.pdf4f158f96c4140cb7863041ad808a6ceaMD51open accessTEXTKalempa.pdf.txtExtracted Texttext/plain207723https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/1625/2/Kalempa.pdf.txt5d478f6fc7e5522e8d533c1e04354e9dMD52open accessTHUMBNAILKalempa.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1276https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/1625/3/Kalempa.pdf.jpg87eda18f17be9fddfa83a6b8011830c3MD53open access1884/16252025-02-10 18:57:42.28open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/1625Repositório InstitucionalPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestinformacaodigital@ufpr.bropendoar:3082025-02-10T21:57:42Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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