ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТОКОВ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ МЕТОДОМ ЯМР ТОМОГРАФИИ 

Матвеев А.В.³, Коптюг И.В.¹, Носков А.С.²

¹Международный Томографический Центр СО РАН,

²Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН,

³Новосибирский Государственный Университет, г. Новосибирск, Россия

Целью данной работы является исследование потоков жидкостей и газов в блочных сотовых носителях (БСН) и в других образцах, представляющих интерес для катализа (в пористых телах, засыпках). В качестве метода исследования выбран метод ЯМР томографии, который позволяет проводить исследование без разрушения образца и без внесения возмущений в исследуемый поток.

В данной работе исследовались потоки жидкости и газа в БСН с квадратным и треугольным сечением каналов. Эксперимент проводился так, что наблюдалось развитие потока перед входом в блок, в блоке, и после выхода из блока c визуализацией трёх компонент вектора скорости. В результате в каждом эксперименте с жидкостью, для каждой компоненты, получены 12 карт пространственного распределения скоростей, которые соответствуют 12 слоям, находящимся на различном расстоянии от входа в блок, перпендикулярным движению основного потока. Числа Рейнольдса для исследованных потоков @60-65. Полученные результаты позволяют проследить развитие потока разделение потока на отдельные части, возникновение обратных течений, а также количественно охарактеризовать его движение. Представлен эксперимент, где для получения однородного потока перед входом в блок была поставлена решётка и доказана эффективность её использования.

Исследованы основные особенности течения газовых потоков с использованием ацетилена, пропана, бутана. Числа Рейнольдса измеренных потоков 190-572.

Часто требуется получение информации о потоке в системах, где построение высокоинформативных карт пространственного распределения по скоростям невозможно по каким - либо причинам. Используемым методом возможно изучение и таких потоков, а именно возможно получение вероятностных распределений по скоростям. Этим методом были исследованы потоки воды и газа пропана в засыпке из стеклянных шариков диаметром 3.2 мм. Эти исследования демонстрируют возможности ЯМР томографии для исследования потоков в микросистемах, в которых стандартные способы не работают.

БЛАГОДАРНОСТИ: Матвеев А.В. благодарит РФФИ за финансовую поддержку (грант №01-03-06092), а также МБНФ им. К.И. Замараева