Nghiên cứu quá trình lan truyền của sóng áp suất trong hỗn hợp chất lỏng hai pha

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TRẦN QUỐC NGHỊ NGHIÊN CỨU Q TRÌNH LAN TRUYỀN CỦA SĨNG ÁP SUẤT TRONG HỖN HỢP CHẤT LỎNG HAI PHA Chuyên ngành: Tốn ứng dụng Mã số: 60.46.36 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TOÁN HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn Thái Nguyên – 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! http://www.lrc-tnu.edu.vn Cơng trình hồn thành trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn Phản biện 1:…………………………………………… Phản biện 2:…………………………………………… Luận văn bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn họp tại: Trường đại học khoa học vào hồi … … ngày ….tháng … năm 2011 Có thể tìm hiểu luận văn trung tâm học liệu Đại học Thái Nguyên thư viện trường Đại học Khoa học, khoa Tốn học Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN Nguyễn Văn Tuấn, Trần Quốc Nghị, Nguyễn Thị Bích Ngọc “ Một số kết nghiên cứu tượng khuếch đại cường độ sóng xung kích hỗn hợp chất lỏng hai pha” Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Thái Nguyên 2011 (đã nhận đăng) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn Tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy tận tình hướng dẫn suốt thời gian tác giả làm luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy, cô, Ban giám hiệu nhà trường, Ban chấp hành Đồn, đồng nghiệp cơng tác quan tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả thời gian học tập làm luận văn cao học Xin chân thành cảm ơn anh chị em học viên cao học bạn bè đồng nghiệp gần xa trao đổi, động viên khích lệ tác giả trình học tập, nghiên cứu làm luận văn Luận văn khơng hồn thành khơng có thơng cảm, giúp đỡ người thân gia đình tác giả Đây q tinh thần, tác giả xin kính tặng gia đình thân u với lịng biết ơn chân thành sâu sắc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỘT SỐ KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT B Hằng số khí j, n Cường độ chuyển pha, số lượng bọt p, p0 , pi Áp suất hỗn hợp, áp suất ban đầu, áp suất pha thứ i pe Cường độ sóng xung kích ban đầu R, a Bán kính cảu bọt R0 , a0 Bán kính ban đầu bọt T , T0 , Ti Nhiệt độ hỗn hợp, nhiệt độ ban đầu, nhiệt độ pha i t Thời gian v, vi Vận tốc hỗn hợp, vận tốc pha i W1 Vận tốc hướng kính chất lỏng chuyển động xung quanh bọt W1 Vận tốc màng bọt  , Đại lượng không thứ nguyên mật độ, nhiệt độ P, W Đại lượng không thứ nguyên áp suất vận tốc màng bọt i Phần thể tích pha i hỗn hợp i0 Phần thể tích ban đầu pha i ,  Hệ số sức căng bề mặt, tọa độ Lagrange i ,  Mật độ pha i, mật độ hỗn hợp i0 , 0 Mật độ thực pha i, mật độ ban đầu hỗn hợp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỘT SỐ KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Hệ phương trình thủy - nhiệt động lực học cho môi trường hai pha lỏng 12 2.1.1 Xây dựng mơ hình .12 2.1.2 Hệ phương trình sở 12 2.1.3 Điều kiện đầu điều kiện biên 24 2.2 Phương pháp giải số 24 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Q TRÌNH LAN TRUYỀN VÀ KHUẾCH ĐẠI CỦA SĨNG XUNG KÍCH TRONG CÁC HỖN HỢP CHẤT LỎNG CHỨA BỌT HƠI 29 3.1 Một số kết nghiên cứu q trình lan truyền sóng xung kích hỗn hợp chất lỏng chứa bọt 29 3.1.1 Q trình lan truyền sóng xung kích hỗn hợp nước chứa bọt 29 3.1.2 Q trình lan truyền sóng xung kích mơi trường dầu 33 3.1.3 Quá trình lan truyền sóng xung kích mơi trường freon21 37 3.1.4 Quá trình lan truyền sóng xung kích mơi trường nitơ lỏng chứa bọt 40 3.2 Một số kết tượng khuếch đại cường độ sóng xung kích hỗn hợp chất lỏng hai 44 KẾT LUẬN 56 KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC 62 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI MỞ ĐẦU Hỗn hợp chất lỏng chứa bọt khí mơi trường hai pha phức tạp Môi trường thường gặp nhiều q trình tự nhiên, cơng nghệ hoá học, đồng thời chúng ứng dụng nhiều ngành công nghiệp lượng như: khai thác, vận chuyển chế biến dầu khí Tuy nhiên, từ 1950 trở lại đây, việc nghiên cứu dịng hai pha lỏngkhí tiến hành cách có hệ thống lý thuyết thực nghiệm Trong hỗn hợp trình trao đổi nhiệt - chất tượng quan trọng tách rời, trường hợp tồn sóng xung kích lan truyền hỗn hợp Mơi trường hỗn hợp hai pha có tính chất đặc biệt chỗ hỗn hợp có kết hợp tính chất phi tuyến vật lý mạnh, tán sắc trình hao tán lượng nên biểu đồ mơ tả sóng có nhiều dạng Chính vậy, thay đổi điều kiện thuỷ động lực dẫn đến thay đổi cấu trúc sóng, tính chất vật lý nhiệt, q trình tương tác pha Tính chất đặc trưng hỗn hợp chất lỏng chứa bọt khí trình động lực học xuất biến dạng cục hỗn hợp thay đổi thể tích mơi trường thay đổi thể tích bọt Khả mức độ co nén bọt phụ thuộc mạnh vào trao đổi nhiệt khối lượng pha lỏng pha khí Sự xuất đồng thời lượng biến dạng dẫn tới sóng có cấu trúc khác Ngồi ra, truyền sóng áp suất mơi trường dẫn đến khả hoá ngưng tụ pha khí, từ dẫn đến thay đổi chủ yếu cấu trúc môi trường Do hỗn hợp chất lỏng chứa bọt khí có tính chất đặc biệt hỗn hợp xuất nhiều lĩnh vực công nghiệp lượng, cơng nghệ hố học q trình tự nhiên cho nên, hiểu biết Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn tượng xuất ví dụ tượng khuếch đại cường độ sóng hỗn hợp sóng áp suất lan truyền qua chất lỏng chứa bọt xảy trình tương tác sóng cần thiết Căn vào tình hình phát triển nghiên cứu ngồi nước q trình lan truyền sóng xung kích hỗn hợp chất lỏng- bọt , mục đích đề tài bao gồm vấn đề sau: - Nghiên cứu lý thuyết q trình lan truyền sóng hỗn hợp hai pha bao gồm pha phân tán phần tử dạng bọt với pha chất lỏng Newton chứa ống nằm ngang Giả sử đầu ống tồn sóng xung kích tác động lan truyền vào hỗn hợp, chúng lan truyền đến tắt dần Thành lập hệ phương trình vi phân đạo hàm riêng thuỷ nhiệt động lực học mơ tả q trình - Trên sở nghiên cứu, ứng dụng thuật tốn sử dụng chương trình tính giải hệ phương trình thuỷ nhiệt động lực học hỗn hợp hai pha sau kết hợp điều kiện biên phù hợp với mơ hình khảo sát, để nghiên cứu q trình lan truyền sóng xung kích số hỗn hợp chất lỏng - bọt Chương trình kiểm chứng cách so sánh kết chương trình với kết thực nghiệm cơng bố tác giả khác sóng tới - Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện đầu điều kiện biên đặc trưng cho tác dụng động lực cấu trúc hỗn hợp lên trình lan truyền sóng áp suất hỗn hợp chất lỏng hai pha Đồng thời nghiên cứu tượng khuếch đại cường độ sóng xung kích sóng tác động vào hỗn hợp, tượng bất thường xảy hỗn hợp chất lỏng chứa bọt - Đưa nhận xét kết luận vấn đề nghiên cứu Đồng thời đề xuất ý kiến góp phần giảm thiểu tượng bất thường để đảm bảo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn an toàn hệ thống truyền dẫn thủy lực Nội dung luận văn chia làm ba chương: Chương I: Tổng quan Trình bày tổng quan phát triển xu hướng phát triển lĩnh vực truyền sóng xung kích hỗn hợp lỏng – hơi, tượng xảy sóng xung kích lan truyền hỗn hợp Chương II: Cơ sở lý thuyết Dựa sở hệ phương trình thủy nhiệt - động lực học hỗn hợp lỏng mô tả tượng vật lí, xây dựng thuật tốn chương trình tính phù hợp để nghiên cứu phân tích đánh giá trình lan truyền sóng xung kích hỗn hợp Chương III: Trình bày số kết nghiên cứu q trình lan truyền sóng xung kích hỗn hợp chất lỏng tượng bất thường xảy q trình này, tượng khuếch đại sóng xung kích Từ kết chương trình tính có được, nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng yếu tố: cường độ sóng xung kích ban đầu, nồng độ thể tích pha lên q trình lan truyền sóng xung kích hỗn hợp So sánh q trình lan truyền sóng xung kích số hỗn hợp chất lỏng chứa bọt nhằm ảnh hưởng tính chất vật lý nhiệt lên q trình lan truyền sóng xung kích hỗn hợp Để thực nội dung trên, tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu trình lan truyền sóng áp suất hỗn hợp chất lỏng hai pha” Bản luận văn thực trường Đại học Khoa học xã hội - Đại học Thái Nguyên hoàn thành từ ý tưởng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn giúp đỡ mặt khoa học PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn, tơi Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 48 Hình 23 biểu đồ biểu diễn q trình lan truyền khuếch đại sóng xung kích hỗn hợp giai đoạn đầu Cho biết cường độ sóng tham số vật chất môi trường sau: pe = 0.16 MPa, R0 = 1mm, 20 = 3% Có thể thấy, cường độ sóng xung kích ban đầu 0.16 MPa, khí tác động vào hỗn hợp giai đoạn đầu cường độ sóng tăng lên tới 0.175 MPa lan truyền thời gian ngắn khoảng 1,7 ms trở giá trị ban đầu tiếp tục lan truyền hỗn hợp Đó tượng khuếch đại sóng xung kích tác động vào hỗn hợp lỏng – Bao hình đỉnh sóng giai đoạn mô tả đường gián đoạn Trong hình 24 biểu đồ biểu diễn đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng xung kích cường độ ban đầu sóng 1.4 MPa; đường cong 1; tương ứng trường hợp 20 nhận giá trị 1; % , đồng thời p = 1.187; 1.192 1.195 1.5 1.48 P/ Po 1.46 1.44 1.42 1.4 20 40 60 80 100 120 140 160 180 mm Hình 24 Đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng tác động vào hỗn hợp trường hợp pe= 1.4 MPa, 20 = 1; 5% Hình 25 biểu đồ biểu diễn đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng xung kích cường độ ban đầu sóng 1.6 MPa; đường cong 1; tương ứng trường hợp 20 nhận Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 49 giá trị 1; % , p = 1.238; 1.246 1.25 1.76 1.74 1.72 P/ Po 1.7 1.68 1.66 1.64 1.62 1.6 50 100 150 200 250 mm Hình 25 Đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng tác động vào hỗn hợp trường hợp pe = 1.6 MPa, 20 = 1; 5% Hình 26 biểu đồ biểu diễn đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng xung kích cường độ ban đầu sóng 1.8 MPa; đường cong 1; tương ứng trường hợp 20 nhận giá trị 1; % , p = 1.288; 1.3; 1.313 2.1 2.05 P/Po 1.95 1.9 1.85 1.8 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 mm Hình 26 Đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng tác động vào hỗn hợp trường hợp pe = 1.8 MPa, 20 = 1; 5% Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 50 Các kết p thu nhận thấy tính chất phi tuyến hỗn hợp tăng cường độ sóng ban đầu Khi tăng cường độ áp suất đầu vào cường độ sóng lớn q trình khuếch đại tăng khoảng khơng gian sóng lan truyền trở giá trị ban đầu tăng Đồng thời thấy tăng nồng độ pha áp suất cực đại nhận giai đoạn đầu tăng, nhiên khoảng không gian để cường độ sóng trở giá trị ban đầu giảm Điều cho thấy tăng nồng độ pha hỗn hợp trình trao đổi nhiệt khối lượng pha tăng Trong giai đoạn đầu, so sánh khoảng khơng gian để cường độ sóng sau tăng trở giá trị ban đầu hỗn hợp nước freon 21 khoảng không gian hốn hợp freon 21 lớn gấp 10 lần hỗn hợp nước Điều cho thấy trình trao đổi nhiệt khối lượng hốn hợp nước mạnh nhiều so với hốn hợp freon 21 3.2.3 Hỗn hợp dầu chứa bọt Môi trường dầu chứa bọt sử dụng nhiệt độ sôi áp suất thường, T = 2830K; p0 = 0.1 Mpa Trên biểu đồ minh họa, trục thẳng đứng giá trị áp suất hỗn hợp, trục nằm ngang biểu thị tọa độ khơng gian Trong hình 27 biểu đồ biểu diễn đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng xung kích cường độ ban đầu sóng 1.4 MPa; đường cong 1; tương ứng trường hợp 20 nhận giá trị 1; % p tương ứng 1.058; 1.063 1.068 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 51 1.43 p/po 1.425 1.42 1.415 1.41 1.405 1.4 10 12 14 mm 16 18 20 Hình 27 Đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng tác động vào hỗn hợp trường hợp pe= 1.4 MPa, 20 = 1; 5% Hình 28 biểu đồ biểu diễn đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng xung kích cường độ ban đầu sóng 1.6 MPa; đường cong 1; tương ứng trường hợp 20 nhận giá trị 1; % , p = 1.08; 1.088 ; 1.093 Hình 29 biểu đồ biểu diễn đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng xung kích cường độ ban đầu sóng 1.6 MPa; đường cong 1; tương ứng trường hợp 20 nhận giá trị 1; % , p = 1.101; 1.106; 1.108 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 52 1.66 1.65 p/po 1.64 1.63 1.62 1.61 1.6 10 mm 15 20 25 Hình 28 Đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng tác động vào hỗn hợp trường hợp pe = 1.6 MPa, 20 = 1; 5% 1.9 1.89 p/po 1.88 1.87 1.86 1.85 1.84 1.83 1.82 1.81 1.8 10 15 20 mm 25 30 35 40 Hình 29 Đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng tác động vào hỗn hợp trường hợp pe = 1.8 MPa, 20 = 1; 5% Các kết p thu nhận hai trường hợp thấy tính chất phi tuyến hỗn hợp tăng cường độ sóng ban đầu Đồng thời trường hợp thấy nồng độ hỗn hợp pha ảnh hưởng tới tượng tăng áp suất này, tăng nồng độ pha áp suất cực đại nhận Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 53 giai đoạn đầu tăng, nhiên khoảng không gian để cường độ sóng trở giá trị ban đầu giảm Điều cho thấy tăng nồng độ pha hỗn hợp trình trao đổi nhiệt khối lượng pha tăng 3.2.4 Hỗn hợp Nitơ chứa bọt Môi trường Nitơ chứa bọt sử dụng nhiệt độ T = 77.350K; áp suất p0 = 0.1MPa Trên biểu đồ minh họa, trục thẳng đứng giá trị áp suất hỗn hợp, trục nằm ngang biểu thị tọa độ khơng gian Trong hình 30 biểu đồ biểu diễn đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng xung kích cường độ ban đầu sóng 1.4 MPa; đường cong 1; tương ứng trường hợp 20 p/po nhận giá trị 1; % , đồng thời p = 1.22; 1.233; 1.24 1.5 1.49 1.48 1.47 1.46 1.45 1.44 1.43 1.42 1.41 1.4 20 40 60 80 100 120 140 160 180 mm Hình 30 Đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng tác động vào hỗn hợp trường hợp pe= 1.4 MPa, 20 = 1; 5% Hình 31 biểu đồ biểu diễn đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng xung kích cường độ ban đầu sóng 1.6 MPa; đường cong 1; tương ứng trường hợp 20 nhận Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 54 giá trị 1; % , p = 1.28; 1.302; 1.303 1.81 1.78 p/po 1.75 1.72 1.69 1.66 1.63 1.6 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 mm Hình 31 Đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng tác động vào hỗn hợp trường hợp pe = 1.6 MPa, 20 = 1; 5% Hình 32 biểu đồ biểu diễn đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng xung kích cường độ ban đầu sóng 1.6 MPa; đường cong 1; tương ứng trường hợp 20 nhận giá trị 1; % , p = 1.3; 1.305; 1.338 Các kết p thu nhận thấy tính chất phi tuyến hỗn hợp tăng cường độ sóng ban đầu Đồng thời thấy tăng nồng độ pha áp suất cực đại nhận giai đoạn đầu tăng, nhiên khoảng không gian để cường độ sóng trở giá trị ban đầu giảm Điều cho thấy tăng nồng độ pha hỗn hợp trình trao đổi nhiệt khối lượng pha tăng Trong giai đoạn đầu, so sánh khoảng khơng gian để cường độ sóng sau tăng trở giá trị ban đầu hỗn hợp dầu nitơ khoảng không gian hỗn hợp nitơ lớn gấp 10 lần hỗn hợp dầu Điều cho thấy trình trao đổi nhiệt khối lượng hốn hợp dầu mạnh nhiều so với hỗn hợp nitơ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 55 2.1 P/Po 2.05 1.95 1.9 1.85 1.8 30 60 90 120 150 180 210 240 270 mm Hình 32 Đường bao hình đỉnh sóng giai đoạn đầu sóng tác động vào hỗn hợp trường hợp pe = 1.8 MPa, 20 = 1; 5% 3.2.5 Nhận xét: Khi sử dụng bốn hỗn hợp lỏng nước, dầu thô, freon21 nitơ lỏng để nghiên cứu tượng khuếch đại cường độ q trình lan truyền sóng xung kích giai đoạn đầu thấy rằng: - Trong giai đoạn đầu, sóng xung kích tác động vào hỗn hợp chất lỏng chứa bọt xuất hiện tượng khuếch đại sóng xung kích - Giá trị áp suất cực đại nhận giai đoạn đầu sóng lan truyền hỗn hợp phụ thuộc vào nồng độ thể tích pha hơi, phụ thuộc vào áp suất ban đầu tác động vào hỗn hợp - Do tính chất vật lý nhiệt hỗn hợp khác nên khoảng khơng gian để sóng lan truyền từ sóng tác động vào hỗn hợp, khuếch đại cường độ trở lại giá trị cường độ ban đầu khác Ví dụ, hỗn hợp freon 21 lớn gấp 10 lần hỗn hợp nước Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 56 KẾT LUẬN Trên sở kết nghiên cứu, phân tích số q trình lan truyền sóng xung kích tượng khuếch đại cường độ sóng giai đoạn đầu sóng xung kích tác động lan truyền số hỗn hợp chất lỏng chứa bọt như: hỗn hợp nước, dầu thô, freon-21 ni tơ lỏng, ta đưa số kết luận sau Về q trình lan truyền sóng hỗn hợp - Cường độ áp suất lan truyền phụ thuộc mạnh vào phần thể tích pha hỗn hợp, vào cường độ áp suất ban đầu tác động vào hỗn hợp phụ thuộc yếu vào thay đổi bán kính bọt Khi nồng độ thể tích pha hỗn hợp tăng, cường độ áp suất lan truyền hỗn hợp giảm Khi cường độ áp suất ban đầu tác động vào hỗn hợp tăng cường độ áp suất lan truyền hỗn hợp tăng - Khi cường độ sóng xung kích ban đầu tăng dần profil áp suất hỗn hợp có cấu trúc đơn điệu chuyển sang cấu trúc dao động - Khi cường độ sóng xung kích tác động vào hỗn hợp tăng lên vận tốc sóng lan truyền tăng thể tích pha hỗn hợp tăng lên vận tốc sóng lan truyền lại giảm - Trong điều kiện, vận tốc lan truyền sóng hỗn hợp nước nhỏ hỗn hợp dầu, nhỏ nhiều hỗn hợp freon-21 ni tơ lỏng Về tượng khuếch đại cường độ sóng xung kích - Trong giai đoạn đầu, sóng xung kích tác động vào hỗn hợp chất lỏng chứa bọt xuất hiện tượng khuếch đại sóng xung kích - Giá trị áp suất cực đại nhận giai đoạn đầu sóng lan truyền hỗn hợp phụ thuộc vào cường độ ban đầu sóng nồng độ thể tích pha Khi cường độ ban đầu sóng tăng giá trị áp suất cực đại nhận tăng Khi nồng độ thể tích pha hỗn hợp tăng giá trị áp suất cực đại tăng, nhiên khoảng khơng gian sóng lan truyền để trở lại giá trị cường độ sóng ban đầu giảm - Do tính chất vật lý nhiệt hỗn hợp khác nên khoảng không gian để sóng lan truyền từ sóng tác động vào hỗn hợp, khuếch đại cường độ trở lại giá trị cường độ ban đầu khác Ví dụ, khoảng khơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 57 gian hỗn hợp freon21 lớn gấp 10 lần hỗn hợp nước Các kết luận cho thấy tính chất phi tuyến mạnh môi trường chất lỏng chứa bọt Đồng thời thấy q trình trao đổi nhiệt khối lượng pha hỗn hợp nước xảy mạnh so với hỗn hợp dầu thô, mạnh nhiều so với hỗn hợp freon-21 ni tơ lỏng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 58 KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Trong nội dung luận văn, dựa sở hệ phương trình thủy nhiệt động lực học với việc sử dụng thuật tốn chương trình tính phù hợp nghiên cứu q trình lan truyền sóng xung kích số mơi trường lỏng – như: Hỗn hợp nước chứa bọt hơi, nitơ lỏng, dầu hỗn hợp fereon 21 chứa bọt hơi, tính chất phi tuyến tính phân tán hao tán lượng môi trường đặc biệt Tuy nhiên, tranh tồn cảnh q trình sóng mơi trường lỏng – cịn nhiều vấn đề phức tạp mà nhà khoa học giới nước quan tâm, ví dụ như: Phân tích chế độ làm việc trạm lượng, phân tích điều kiện hư hỏng đảm bảo an toàn khai thác nhà máy điện nguyên tử, nghiên cứu tượng xâm thực cánh tuốc bin nhà máy thủy điện hay tượng sóng va hệ thống truyền dẫn thủy lực … Đó vấn đề cần thiết nghiên cứu theo hướng đề tài Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt LanĐau L.D & Lifsitx E.M (2001), Thuỷ động lực học, NXB KH & KT, Hà Nội Xê Đôp L.I (1977), Cơ học môi trường liên tục, NXBĐH & THCN, Hà Nội Dương Ngọc Hải (1987), “Sóng xung kích hỗn hợp dị thể lỏng với chất khí hơi”, Tạp chí Cơ học, 9(4), pp 3- Dương Ngọc Hải (2001), “Năng lượng nguyên tử - an toàn hạt nhân số vấn đề nhiệt thuỷ học”, Tuyển tập hội nghị khoa học toàn quốc Cơ học kỹ thuật, HàNội, pp 68 - 74 Dương Ngọc Hải, Nguyễn Văn Tuấn (2002), “Hiện tượng sóng va hỗn hợp lỏng - hơi”, Tuyển tập cơng trình hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ 7, Hà Nội, pp 177 - 184 Dương Ngọc Hải, Nguyễn Văn Tuấn (2002), “Sóng phản xạ tường cứng tương tác sóng số hỗn hợp lỏng - hơi”, Tuyển tập Cơng trình Hội nghị Cơ học tồn quốc lần thứ 7, Hà Nội, pp 165 176 Nguyễn Văn Tuấn, Dương Ngọc Hải (2006) “ Quá trình lan truyền tương tác sóng ngắn số hỗn hợp lỏng-hơi” , Tuyển tập cơng trình Hội nghị Cơ học Thủy khí Tồn quốc, Vũng tàu , 2628/7/2006 pp.515-526 Tiếng Anh Duong Ngoc Hai and Nguyen Van Tuan (2002), “Waves reflected by solid wall in the mixture of liquid with vapour bubbles”, J Mechanics Vol 24, No 3, pp 167-180 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 60 Duong Ngoc Hai, Nguyen Van Tuan (1999) , “Shock Waves in some Mixture of Liquid and Gas of two Components”, Trainning-scientific workshop French-Vietnamese, Ha Noi, pp 79 – 86 10 Fujii T and Akagawa k (1995), “Water hammers phenomena in one-component two-phase bubbly flow”, Proc of the Int Conf on Multiphase Flow’ 95, Kyoto, Japan, pp - 22 11 Gubaidulin A.A., Beregova O.Sh and Bekishev S.A (1998), “Features of Non-Stationary Shock Waves Propagation in NonNewtonian Liquid with Gas Bubbles”, Pro of Int Conf on Multiphase Flow, ICMF’98, Lyon, France, from CD - ICMF, Sesion 3.2, Unit 249 12 Kubie J (2000), “Velocity of lony Bubbles in Horizontally Oscillating Vertical Piper”, Int J Multiphase Flow Vol 26, pp 339-349 13 Kwidzinki R., Karda D and Pribaturin N.A (1998), “Experimental investigation of structure of stationary shock wave and its interaction with transient impulse of pressure in two-phase flow”, Proc of Int Conf on Multiphase Flow ICMF’ 98, Lyon, France, from CD ICMF, Sesion 3.2, Unit 353 14 Duong Ngọc Hai and Nguyen Van Tuan, (2008), “Interphase HeatMass Transfer in Bubbly Liquid and its Influence on Wave Propagation Processes”, Proceedings of the 2nd International Forum on Heat Transfer, September 17-19, 2008, Tokyo, Japan, paper ID N128 15 Nakoryakov V.E., Pokusaev B.G., Shreiber I.R., Kuznetsov V.V., Malykh N.V (1975), “Experimental Investigation of Shock Waves in a Fluid with Gas Bubbles” in: Wave Processes in Two-Phase Systems, Institute of Thermophysics SD Academy of Sciences of the USSR, Novosibirsk, pp 54-97 16 Fujikawa S and Maerefat M (1991), “A Molecular Theory of the Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 61 Phase Change from Vapour to Liquid”, Pro of the Int Conf on Multiphase Flow’ 91, Tsukuba, Japan, pp 175-179 17 Gubaidulin A.A (1995), “Shock Wave Phenomena in Bubbles Liquids”, Pro of the 2nd Int Conf on Multiphase Flow’95-Kyoto, pp PH2_3-PH2_8, 18 Nakoryako V.E., Pokusaev B.G and shreiber I.R (1983), Wave Propagation Processes in Gas and Vapour-Liquid Media, Institute of Thermophysics, Novosibirsk, pp 109-133 19 Nigmatulin (1990), “Dynamics of Multiphase Media”, Hemisphere, publ.Corp, Washington Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 62 PHỤ LỤC Danh mục cơng trình cơng bố tác giả (giấy nhận đăng cơng trình) Bảng tham sơ vật lý nhiệt mơi trường Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn