Soret-induced convection of binary and ternary mixtures in square cavity heating from above

Abstract

74 ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТ ЕТА ---------------------------------------------------------------- 2017• В настоящей работе исследована термоконцентрационная конвекция бинарных и трехком-понентных смесей с отрицательными отношениями разделения в квадратной полости при нагреве сверху в поле тяжести. Параметры бинарных смесей совпадают с параметрами трехкомпонентной смеси в предельном случае равенства нулю отношения разделения одной из компонент, что позволяет проследить влияние добавления еще одной примеси к бинар-ной смеси. Анализ зависимостей интегральных характеристик конвекции бинарных и трех-компонентных смесей от времени показывает, что рост величины отношения разделения бинарной смеси или суммарного отношения разделения трехкомпонентной смеси приводит к ускорению развития неустойчивости. Величина скачка интенсивности течения, который сопровождает наступление неустойчивости, также увеличивается с ростом величины отно-шения разделения. Представлены зависимости времени наступления неустойчивости, мак-симального значения модуля функции тока, достигаемого при наступлении неустойчивости, и соответствующей этому моменту времени разности концентраций компонент в центрах горизонтальных границ от отношения разделения для бинарной смеси и отношения разде-ления второй компоненты при фиксированном отношении разделения первой для трехком-понентной смеси. Прослежена временная эволюция структуры возникающего течения и по-лей концентрации примесей. Показано, что добавление к бинарной смеси еще одной примеси приводит к ускорению возникновения неустойчивости, увеличению интенсивности течения и уменьшению разности концентраций между горизонтальными границами.Ключевые слова: бинарные смеси; трехкомпонентные смеси; диффузия; термодиффузия, отношение разделения Поступила в редакцию 07

Diffusion mechanisms of convective instability in liquid and gas mixtures

“…In [30][31][32], the emergence of thermogravitational convection in a ternary mixture, in flat cavities of various configurations heated from above, was numerically studied. The problem was solved using the equations of convection in multicomponent mixtures and neglecting the effects of cross diffusion.…”

“…The formation of the flow and distributions of impurity concentrations in a three-component mixture qualitatively repeats their formation in the case of a binary mixture. In [33], studies [30][31][32] were continued on the basis of a nonlinear stability analysis in the region of parameters dominated by monotonic long-wavelength instability. It was shown that for parameters significantly exceeding the critical ones, multivortex quasi-stationary flows are realized in the system.…”