4
Календарь конференций
  • 1 февраля – 15 мая

    Универсиада "Ломоносов" по геологии 2020 г.

  • 13 февраля

    VI ежегодный международный круглый стол для студенческих научных обществ «Современные перспективы развития студенческой науки»

  • 17 – 18 февраля

    XIV Международная научная конференция «Сорокинские чтения» «Традиционные и новые социальные конфликты в XXI веке»

  • 4 апреля

    Ежегодный Фестиваль школьных средств массовой информации на факультете журналистики МГУ

  • 30 ноября – 15 апреля

    Универсиада «Ломоносов»-2020 по прикладной математике и информатике

  • 21 – 24 апреля

    Россия и Греция: языковые и культурные связи

  • 1 марта – 24 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по филологии

  • 10 марта – 30 апреля

    Универсиада "Ломоносов" по государственному управлению

Все конференции
Конкурсы на замещение должностей научных и педагогических работников
Проект «Вернадский»
Единая поисковая система по зарубежным базам данных
Олимпиады школьников и универсиады в МГУ
Гранты Президента РФ
«Университет без границ»
Мероприятия для школьников и учителей

Учёные МГУ математически описали схлопывание пузырьков в углеводородных жидкостях

Учёные МГУ имени М.В.Ломоносова составили уравнения, которые описывают состояние ценных в промышленности химических соединений (бензола, тетрадекана и их аналогов) при сверхвысоких давлениях и температурах. Результаты работы опубликованы в журнале High Temperature.

При высоких температурах и давлениях испарение и конденсация жидкости усиливаются. Это сопровождается кавитацией (от английского «cavity» — полость) — образованием и схлопыванием пузырьков вакуума в жидкости. Похожий процесс заставляет хрустеть суставы. Учёные исследовали подобный процесс в бензоле и тетрадекане, а также в их дейтериевых аналогах, в которых водород заменен дейтерием, имеющим в ядре не только протон, но и нейтрон.

Кавитация может быть вредна, так как вызывает эрозию материалов (чаще всего — насосов или гребных винтов), приводит к снижению эффективности и износу механизмов. Однако её можно использовать в промышленности, например, в очистке углеводородного топлива или для перераспределения его фракций. Существуют даже специальные кавитационные устройства для получения более однородных водно-мазутных и водно-топливных эмульсий и смесей. Таким образом, образование пузырьков в веществах можно использовать в утилитарных целях. В случае с такими веществами, как бензол, тетрадекан и их производными, речь идёт о получении большего количества тепла, которое можно преобразовать в энергию.

«В связи с этим возникает необходимость построения достаточно простых уравнений состояния в широком диапазоне изменения давлений и температур с учётом тепло- и массообмена между жидкой и газовой фазами в околокритических состояниях, а также в условиях сверхвысоких давлений и температур, включая диссоциацию и ионизацию», — комментирует соавтор статьи Роберт Нигматулин, академик РАН, научный руководитель Института океанологии РАН, заведующий кафедрой газовой и волновой динамики механико-математического факультета МГУ, профессор Сколковского института науки и технологий.

Ученые создали методику, позволившую им построить аналитические уравнения состояния бензола и тетрадекана в жидком и газовом состояниях в широком диапазоне давлений. Исследователи взяли за основу автомобильную теорию Томаса-Ферми, согласно которой вещество рассматривается как нечто состоящее из ядер и электронов, а не электронов и ионов. Эта модель помогает описать состояние тел при сильном сжатии и высокой температуре, поскольку рассматривает взаимодействие между «ячейками» из электронов и ядер только как силы отталкивания и «тепловое» давление.

«Полученные уравнения состояния учитывают поведение вещества на линии насыщения, в окрестности критической точки, согласуются с экспериментальными данными по ударной сжимаемости, а также описывают процессы диссоциации и ионизации, происходящие при сверхвысоких сжатиях и температурах с учётом теоретических представлений», — поясняет Нигматулин.

Исследования проведено совместно с Институтом океанологии имени П.П. Ширшова РАН и Институтом механики имени Р.Р. Мавлютова Уфимского научного центра РАН.