Modelling Heat & Mass Transfer in Freezing Porous Media - 9781621007630

Siltuma un masas pārnesei porainā vidē fāzu pārejas apstākļos ir liela zinātniska un praktiska interese inženiertehnisko problēmu risināšanā. Daudzi rūpnieciskie procesi prasa matemātisko modeļu izpēti, lai izstrādātu gan tehnoloģijas, kas balstītas uz fāzu pārejām porainā vidē, gan eksperimentālās ierīces šo procesu izpētei. Grāmatas galvenais mērķis ir secīgi un sistemātiski no vienota skatupunkta aplūkot siltuma un masas pārneses procesus, kas notiek heterogēnās porainās vidēs (augsne-ūdens-ledus) fāzu pārejas apstākļos. Tiek piedāvāti jauni risinājumi un arī analītiskie un skaitliskie modeļi, lai analizētu sasalšanas (atkausēšanas) procesus augsnēs, kas rodas dažādos reģionos, piemēram, Kanādā, ASV un Ziemeļaustrumāzijā. Daudzfāzu vidēm ir iegūta diferenciālvienādojumu sistēma ar fāzu pārejas kinētikas pielaidi. Atšķirībā no vairuma pētījumu, ņemot vērā risinājuma divu zonu modeli (klasiskā pieeja), mēs pieņemam intensīvu fāzu pāreju sasalšanas vai kinētiskās zonas apgabalu, kam raksturīga momentāna kristalizācijas kinētika. Kā jauns un būtisks rezultāts ir atvasināts sasalšanas zonas veidošanās kritērijs atkarībā no augsnes īpašībām un sasalšanas apstākļiem. Grāmatā iekļauta arī jaunā eksperimentālā metode un rezultāti, kas saistīti ar ūdens kristalizācijas kinētiskā modeļa laika svarīgo raksturlielumu noteikšanu sasalšanas porainā vidē. Tiek piedāvāta un detalizēti aprakstīta jauna pieeja sekundārā sala pacēluma modelēšanai. Tiek prezentēti jaunie rezultāti attiecībā uz sala pacēluma sadalījumu un tā ātrumu. Pamatojoties uz perturbācijas metodi divdimensiju savienotā siltuma un masas pārneses modelī, pirmo reizi tiek atvasināti analītiskie kritēriji bezdimensiju formā gan dinamiskajai, gan morfoloģiskajai nestabilitātei. Izmantojot Furjē sintēzi, tiek aprēķināta faktiskā priekšējās formas evolūcija. Tādā veidā tiek iegūti jaunie fiziskie rezultāti. Visiem grāmatā attēlotajiem modelēšanas rezultātiem ir atbilstošs matemātiskais pamatojums, tie ir ilustrēti, salīdzinot ar atbilstošiem eksperimentāliem datiem un, kur iespējams, ar citu autoru aprēķinu rezultātiem. Šajā grāmatā sniegtos modeļus un rezultātus var izmantot, lai prognozētu galvenos inženiertehniskos raksturlielumus praktiskajām problēmām.