Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1. Физико-математическая постановка 7
2. Граничные условия 10
3. Методы численного решения
3.1 Метод решения в переменных «скорость-давление» 11
3.2 Метод решения в переменных «вихрь-функция тока» 13
4. Анализ численных результатов 14
5. Достоверность численных результатов 19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 24
Развитие современных областей промышленности - химии, машиностроения, авиации, ядерной и военной техники требует повышения качеств используемых материалов.
В связи с этим растет интерес науки к тугоплавким металлам, которые обладают уникальными свойствами - высокой температурой плавления и устойчивостью к коррозии.
Главными представителями этого класса элементов являются
вольфрам, тантал, ниобий. Из тугоплавких металлов изготавливают детали для бытовых и промышленных электроприборов, огнеупорные конструкции, детали для двигателей авиационной и космической техники. Особое место занимают тугопла
вкие металлы при производстве деталей сложной конфигурации.
Вольфрам наиболее востребован в индустрии тугоплавких металлов. Однако, его механическая обработка затруднительна, поэтому существует альтернативный метод получения изделий из вольфрама путем осаждения из парогазовых фаз с помощью химической гетерогенной реакции восстановления его фторидов. Это позволяет
получать покрытия и изделия из вольфрама любой конфигурации. Этот метод можно описать химической реакцией по формуле:
WF6 + 3H2 = W + 6HF (1)
Данная реакция проходит при температурах порядка 5ОО-600оС.
В настоящей работе приводится численный расчет процессов гидродинамики и тепломассопереноса в химическом реакторе.
Математическое моделирование данного процесса проводится на основе решения уравнений переноса импульса, теплоты и вещества. Численное решение проводится на основе физического метода расщепления полей скорости и давления на разнесенной сетке и в физических переменных «вихрь-функция тока».
• В работе представлена физическая и математическая модель процесса восстановления гексафторида вольфрама водородом.
• Достоверность представленной модели устанавливается сравнением численных расчетов с известными экспериментальными данными.
• Численный метод решения полученной системы уравнений проводился с использованием двух подходов: в переменных «скорость - давление» и в физических переменных «вихрь - функция тока».
• Изучено влияние параметров течения на распределение полей характеристик потока. Увеличение числа Рейнольдса существенно влияет на распределение теплоты и концентрации внутри камеры.
