Naslov (srp)

Струјања резређеног гаса у микроцевима : докторска дисертација

Autor

Guranov, Iva, 1986-

Doprinosi

Ćoćić, Aleksandar, 1975-
Lečić, Milan, 1962-
Milićev, Snežana, 1970-
Stevanović, Nevena D., 1964-
Bukurov, Maša, 1968-

Opis (eng)

The problems of stationary, axisymmetric, subsonic gas flow in microtubes are analysed in thedissertation. The gas flow is caused by the pressure drop between the inlet and outlet of themicrotube.The first problem deals with isothermal compressible flow of rarefied gas through micro-tubes with variable circular cross-section (convergent, divergent and microtubes with constantcross-section). The second problem is related to non-isothermal gas flow in constant cross-section microtubes. Solutions are obtained for compressible gas flow, as well as for the casewhen compressibility is neglected. Isothermal compressible gas flow through microtubes withconstant annular cross-section is analysed in the third problem. The fourth group of problemsconsiders the annular geometry, but non-isothermal flows with an analysis of compressibilityeffects.The length of the free path of the molecules is not negligibly small compared to the diameterof the microtube; therefore, the effect of gas rarefaction must be taken into account. The casesof less rarefied gas flow were considered, i.e. with the Knudsen number lower than 0.1. Hence,a macroscopic approach was applied to solve the problems. Solutions were obtained based onthe system of continuum equations: the continuity equation, the Navier-Stokes equation, theenergy equation and the equation of state of ideal gas. The rarefaction is taken into accountby applying the boundary conditions of velocity slip and temperature jump, characteristic forrarefied gas flow. As the flow takes place at relatively small values of the Knudsen number,it is possible to assume the solutions of the pressure, velocity and temperature in the form ofperturbation series developed according to the Knudsen number. The first element of sucha series represents the first approximation, which includes the solution for the continuumconditions. Other approximations represent the effects of slip, temperature jump, inertia, con-vection, dissipation, and work due to expansion.The obtained solutions were validated by comparison with the results of other authors.Confirmation of the accuracy of the solutions obtained by the perturbation method enables theapplication of the method for many other cases of gas flow in microtubes, for which it is notpossible to obtain an analytical solution in any other way.

Opis (srp)

У докторату су анализирани проблеми стационарног осносиметричног дозвучног струjањагаса у микроцевима. Струjање гаса jе изазвано разликом притисака на улазу и излазу измикроцеви, како кружног, тако и прстенастог попречног пресека.У првоj групи проблема анализирано jе изотермско стишљиво струjање разређеног га-са кроз микроцеви кружног променљивог попречног пресека (конвергентне, дивергентне)и цеви кружног константног попречног пресека. Други проблем се односи на неизотерм-ско струjање гаса у микроцевима константног попречног пресека. Добиjена су решења застишљиво струjање гаса, као и решења за случаj када се стишљивост занемаруjе.У трећемпроблему анализира се изотермско стишљиво струjање гаса кроз микроцеви константногпрстенастог попречног пресека. Четврта група проблема односи се на струjања у прстенас-тоj геометриjи, али се разматраjу неизотермска струjања са анализом утицаjа стишљивости.Како се разматра струjање у микроцевима, дужина слободног пута молекула ниjезанемарљиво мала у односу на пречник цеви, па се ефекат разређености гаса мора узе-ти у обзир. Разматрани су случаjеви струjања мање разређеног гаса, тj. са Кнудсеновимброjем мањим од 0,1. С обзиром на то, за решавање проблема могуће jе применити макро-скопски приступ. Решења се добиjаjу на основу система jедначина континуума: jедначинаконтинуитета, Навиjе-Стоксове jедначине, jедначина енергиjе и jедначина стања идеалноггаса. Разређеност се узима у обзир применом граничних услова клизања и температур-ског скока, карактеристичним за струjања разређеног гаса. Како се струjање одвиjа прирелативно малим вредностима Кнудсеновог броjа, могуће jе претпоставити решења пољапритиска, брзине и температуре у облику пертурбационих редова по Кнудсеновом броjу.Прва апроксимациjа представља решење за услове континуума. Остале апроксимациjепредстављаjу утицаj клизања, температурског скока, инерциjе, конвекциjе, дисипациjе ирада услед ширења.Добиjена решења су верификована поређењем са резултатима других аутора. Потвр-да тачности решења добиjених пертурбационом методом омогућава примену методе и до-биjање аналитичких решења и за многе друге случаjеве струjања у микроцевима, за коjена други начин ниjе могуће доћи до аналитичких резултата.

Opis (srp)

Машинство - Механика флуида / Mechanical engineering - Fluid mechanics Datum odbrane: 21.09.2023.

Jezik

srpski

Datum

2023

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Termotehnika. Motori. Hidraulika

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Mehanika gasova

разређени гас, струjање са клизањем, температурски скок, изотермско струjање, неизотермско струjање, стишљиво, нестишљиво, микроцев, прстенаста микроцев

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Termotehnika. Motori. Hidraulika

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Mehanika gasova

rarefied gas, slip flow, temperature jump, isothermal flow, non-isothermal flow, compressible, incompressible, microtube, annular microtube