Nghiên ứu tính toán số quá trình hóa rắn của hạt nhân chất lỏng

K t qu    đc trình bài trong bài báo “Determination of growth angles, wetting angles, interfacial tensions and capillary constant values of melts” [7].. Đ l ng mơ phng bài tốn này

B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NI PHẠM DUY BÍNH NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN SỐ Q TRÌNH HĨA RN CỦA HẠT CHẤT LỎNG LUN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Kỹ thut Cơ khí Đng lực NGƯỜI HƯNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ VĂN TRƯỜNG Hà Nội - 2019 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17051113913231000000 Lun văn thc sỹ Chuyên ngành: Kỹ thut máy thy khí LI CAM ĐOAN Tơi ậ Phm Duy Bính - Xin cam đoan đơy lƠ nghiên cu ca riêng di hng dn ca TS Vũ Văn Trng Các s liu kt qu lun văn lƠ trung thực, không phi chép toƠn văn ca bt kỳ cơng trình khác Hà Ni, 23 tháng 11 năm 2018 Tác gi Phm Duy Bính XÁC NHN CAăNGIăHNG DN KHOA HC Tôi, Vũ Văn Trng, xác nhn lun văn thc sỹ khoa hc ca tác gi Phm Duy Bính cơng trình nghiên cu ca tác gi di hng dn ca Các kt qu nêu lun văn lƠ trung thực vƠ đm bo đy đ tính khoa hc ca mt lun văn thc sỹ HƠ ni ngƠy 03 tháng 05 năm 2019 Giáoăviênăhngădn TS.ăVǛăVĔNăTRNG Thc sỹ khoa hc Trang Lun văn thc sỹ Chuyên ngành: Kỹ thut máy thy khí LI NĨI ĐU Hin tng hóa rắn ca ht cht lng mt b mặt lnh xut hin nhiu tự nhiên nh cơng nghip Hin tng có th gây hi có th ng dng sn xut cơng nghip Vic hiu bit v q trình hóa rắn ca ht cht lng vơ quan trng góp phn vic phòng tránh tác hi ca hin tng nh ng dng ca hin tng sn xut vƠ đi sng Vì tính cp thit cn mt đ tài nghiên cu v hin tng lun văn “σghiên cứu tính tốn số q trình hóa r ắn hạt chất lỏng” đi Vi t cách lƠ tác gi ca lun văn nƠy, xin gửi li cm n chân thành sâu sắc đn TS Vũ Văn Trng, ngi đư trực tip hng dn tơi đ tơi có th hồn thành lun văn nƠy Đng thi tơi xin gửi li cm n chơn thƠnh đn tp th thy, giáo ca Vin C khí đng lực, phịng Đào to Trng Đi hc Bách Khoa Hà Ni đư tn tình bo, truyn đt kin thc mi cho tôi, giúp sut thi gian hc tp làm lun văn nƠy Cui xin gửi li cm n đn gia đình, bn bè tơi đư giúp đỡ ng h sut thi gian hc tp làm lun văn nƠy Hà Ni, ngƠy 23 tháng 11 năm 2018 Hc viên Thc sỹ khoa hc Trang Lun văn thc sỹ Chuyên ngành: Kỹ thut máy thy khí MC LC M ĐU Lý chn đ tài Mc đích nghiên cu ca lun văn Tóm tắt đóng góp mi lun văn 10 Phng pháp nghiên cu 10 CHNG 1: TNG QUAN VĨ ụ NGHƾA CA Đ TÀI 11 1.1 Hin tng hóa rắn ht cht lng tự nhiên công nghip 11 1.2 Tình hình nghiên cu tốn th gii nh nc 13 1.3 Các ht cht lng nghiên cu lun văn vƠ tm quan trng ca nghiên cu 15 CHNG 2: CÁC PHNG TRÌNH C BN VĨ PHNG PHÁP MƠ PHNG 17 2.1 Các phng trình tng quát 17 2.2 Tích phân theo thi gian 18 2.3 Li so le 19 2.4 Ri rc hóa phng trình tng quát 21 2.4.1 Ri rc thành phn đi lu 26 2.4.2 Ri rc thành phn khuch tán 27 2.4.3 Phng trình áp sut 28 2.5 Ri rc hóa phng trình lng 30 2.6 Điu kin n định 30 2.7 Điu kin biên 30 2.8 Phng pháp theo du biên 31 2.7.1 Cu trúc mặt phân cách 32 2.7.2 Chuyn đng ca mặt phân cách 32 2.7.3 Cu trúc li mặt phân cách 33 2.7.4 Làm mịn tái cu trúc hàm thị 34 Thc sỹ khoa hc Trang Lun văn thc sỹ Chuyên ngành: Kỹ thut máy thy khí 2.7.5 Tính tốn sc căng b mặt li 34 2.7.6 Tính tốn cân nhit ti b mặt chuyn pha 35 CHNG 3: KT QU CA QUÁ TRÌNH MÔ PHNG VÀ THO LUN 37 3.1 Q trình mơ phng hóa rắn ca mt s ht vt liu chuyn pha 37 3.1 Nc 37 3.1.2 Silic 40 3.1.3 Gec-ma-ni 45 3.2 Đánh giá phng pháp mô phng 48 3.2.1 Nc 48 3.2.2 Silic gec-ma-ni 49 3.2.3 Phng pháp theo du biên vi ht kép 50 3.3 Xây dựng biu đ pha vi góc t khác ca vt liu silic 54 3.4 Tho lun 55 CHNG 4: KT LUN VĨ HNG PHÁT TRIN 57 TÀI LIU THAM KHO 58 CÁC CƠNG TRÌNH Đĩ CƠNG B 61 Thc sỹ khoa hc Trang Lun văn thc sỹ Chuyên ngành: Kỹ thut máy thy khí DANH MC HÌNH VẼ Hình 1: Băng đá hình thƠnh cánh tuabin gió [1] Hình 2: Ht bán dn ch to pin lng mặt tri [2] Hình 1: Ht nc đóng băng mt b mặt lnh [5] 12 Hình 2: Bên trái lƠ đng biên ht nc trc sau hóa lng [6], bên phi so sánh mô phng s ca silic vi kt qu mô phng ca satunkin [7] 13 Hình 3: Thí nghim hóa rắn ht nc vi góc t khác ca Huang cng [5] 14 Hình 1: B trí li so le [12] 20 Hình 2: Li vn tc theo phng ngang [12] 21 Hình 3: Li vn tc theo phng thẳng đng [12] 21 Hình 4: Li cu trúc thông thng 23 Hình 5: Ký hiu đc sử dng cho li chuẩn so le [12] 24 Hình 6: Ký hiu đc sử dng cho li chuẩn so le [12] 25 Hình 7: KỦ pháp đc sử dng cho li MAC so le chuẩn [12] 29 Hình 8: Điu kin ranh gii li so le [13] 31 Hình 9: Cu trúc mặt phân cách pha [13] 33 Hình 10: Thêm nút mi [13] 34 Hình 11: Loi b mt thành phn [13] 35 Hình 12: Di chuyn ca biên chuyn pha theo nhit đ 36 Hình 1: Sự phát trin ca trng nhit đ theo thi gian không th nguyên vi ϕo=76o ca nc 39 Hình 2: Sự phát trin ca trng nhit đ theo thi gian khơng th ngun vi góc t ϕo=124o ca nc 41 Hình 3: Sự phát trin ca trng nhit đ theo thi gian không th nguyên vi góc t ϕo=155o ca nc 42 Hình 4: Sự phát trin ca khói lng riêng theo thi gian không th nguyên vi ϕo=33o ca silic 44 Hình 5: Sự phát trin ca trng nhit đ theo thi gian khơng th ngun vi góc t ϕo=33o ca gec-ma-ni 47 Hình 6: So sánh mô phng (bên phi) thử nghim (trái [5]) ca git nc vi ϕo=76o 48 Hình 7: So sánh mô phng (bên phi) thử nghim (trái [5]) ca git nc đóng băng vi ϕo=124o 48 Hình 8: So sánh mơ phng (bên phi) thử nghim (trái [5]) ca git nc đóng băng vi ϕo=155o 49 Thc sỹ khoa hc Trang Lun văn thc sỹ Chuyên ngành: Kỹ thut máy thy khí Hình 9: So sánh mơ phng (bên phi) thí nghim (trái [7]) vi ϕo=33o ca git silic kt tinh 50 Hình 10: So sánh mơ phng (phi) thí nghim (trái [7]) vi ϕo =33o ca git gec-ma-ni kt tinh 51 Hình 11: Ht kép bin dng dịng chy trt 52 Hình 12: Nghiên cu biên ht kép ti  = 9.0 vi Re = 0.8 Ca = 0.1 li khác 53 Hình 13: So sánh bin dng ca ht kép dòng chy trt tính tốn hin ti vi Hua cng [21] Thông s Re=0.25, Ca =0.125 21 = 53 Hình 14: Q trình hóa rắn ht silic vi góc t 33o, 45o, 60o mô phng s 54 Hình 15: Q trình hóa rắn ht silic vi góc t 75o, 90o, 105o, 120o mô phng s 54 Hình 16: Mi liên h chiu cao hóa rắn vi góc t thay đi chiu cao trc sau hóa rắn vi góc t ca silic 55 Thc sỹ khoa hc Trang Lun văn thc sỹ Chuyên ngành: Kỹ thut máy thy khí DANH MC CÁC BNG Bng 1: Các thơng s đặc tính ca nc 37 Bng 2: Mt s thông s không th nguyên quan trng ca nc 38 Bng 3: Các thông s đặc tính ca silic 43 Bng 4: Mt s thông s không th nguyên quan trng ca silic 43 Bng 5: Các thơng s đặc tính ca gec-ma-ni 45 Bng 6: Mt s thông s không th nguyên quan trng ca gec-ma-ni 46 Thc sỹ khoa hc Trang Lun văn thc sỹ Lý chnăđ tài Chuyên ngành: Kỹ thut máy thy khí M ĐU Băng đá hình thƠnh b mặt cánh máy cánh dn (nh hình nc đóng băng cánh ca tuabin gió) gây nh hng ln đn kh hot đng ca máy [1] Đơy lƠ nguyên nhơn dn đn tình trng máy hot đng rung lắc, cơng sut khơng đc nh tính tốn ban đu, tui th ca máy suy gim Ngoài hin tng gây nhiu v tai nn thm khc ngành hàng khơng Do hóa rắn ca ht nc b mặt cánh máy bay mà dịng khí chy qua profile cánh khơng cịn đc nh tính tốn, lực nâng gim lực cn tăng Từ thy đc tm quan trng ca vic nghiên cu ht cht lng hóa rắn mt b mặt lnh đ tìm gii pháp đ ngăn chặn hin tng Ngoài hin tng tiêu cực ca hin tng hóa rắn ca ht cht lng  ta thy hin tng nƠy cịn đc ng dng cơng nghip Hình th hin ht bán dn ch to pin lng mặt tri [2] Ngành công nghip lng tái to phát trin mnh m năm gn đơy Nguyên nhân nh hng tiêu cực ca vic sử dng mc ngun nhiên liu hóa thch Các nghiên cu v hóa rắn ca ht cht lng mt b mặt lnh đc quan tâm ngành công nghip Hin tng có th ng dng vic ch to tm pin mặt tri thơng qua hóa rắn ht bán dn đ sn xut tm pin mặt tri đi trà rẻ hn vƠ rng rưi hn Thêm mt ví d làm sch bi cơng nghip nh hin tng Các ht nc đc phun từ vịi phun qun ly ht bi cơng nghip bám vào mt b mặt lnh đư đc chuẩn bị sẵn Hóa rắn chúng gom chúng li có th tái sử dng xử lỦ đ không gây ô nhim môi trng,ầ Hnh 1:ăBĕngăđáăhnhăthƠnhătrênăcánh tuabin gió [1] Thc sỹ khoa hc Trang Lun văn thc sỹ Chuyên ngành: Kỹ thut máy thy khí Hnh 2: Ht bán dn ch toăpinănĕngălng mặt tri [2] Qua tác hi ca hin tng tự nhiên nh ng dng ca cơng nghip vic hiu rõ rt cn thit Vì vy lun văn “Nghiên cu mơ phng hóa rắn ca cht lng mt b mặt lnh” đi nhằm đóng góp mt phn nƠo cho hiu bit ca bn đc nêu gii pháp ng dng hin tng Đơy lƠ c s đ phát trin nghiên cu chuyên sâu sau Mcăđíchănghiênăcứu ca lunăvĕnă Mc đính ca lun văn nƠy lƠ nghiên cu mô phng ht cht lng mt b mặt lnh theo phng pháp s đ đa đc mt mô hình mơ phng sát vi thực t nht đ có th hiu đc q trính hóa rắn ca ht cht lng tự nhiên nh ht cht lng công nghip mt cách khái qt d hiu nht Từ hình thành Ủ tng cho đ tài sau Mong mun đ tài góp phn vào vic ng dng hin tng nƠy đi sng sn xut Lun văn nƠy s hng ti mc tiêu c th sau: - M rng phng pháp mô phng s trực tip đư đc phát trin đ tài ca TS Vũ Văn Trng cho q trình hóa rắn ca ht cht lng mt b mặt lnh - Bằng tính tốn mơ phng s, nh hng ca góc phát trin ca cht khác góc tip xúc ca chúng ti b mặt vi hin din ca thay đi th tích vƠ đng chp ba pha lên q trình hóa rắn ca ht cht lng mt b mặt lnh Thc sỹ khoa hc Trang