RESEARCH OF HPC DEPENDENCE FROM CONCENTRATION IN THE INITIAL TIME OF THE DIFFUSION PROCESS
Authors: МАРК В. , КУЗНЕЦОВ А.Т. 
Published: August 2024

В настоящей статье изложены результаты построения физико-математической модели процесса диффузии в начальные времена, с зависимым коэффициентом взаимной диффузии (КВД). На основе полученного решения, для метода открытого с одного конца капилляра, было проведено исследование полученных экспериментальных данных. При анализе результатов эксперимента, была выявлена аномалия значений КВД, то есть были получены КВД с аномально завышенным значением. Для описания этой аномалии предложена физико-математическая модель, в которой процесс диффузии необходимо рассматривать в комплексной области. Концепция этой модели предполагает, что коэффициент диффузии (КД) в действительной области, пока фронт концентрации другого газа достигнет закрытого торца капилляра t* = 986 c, остаётся постоянной величиной равной максимальному значению коэффициента диффузии, для изучаемой пары газов, а именно равным значению истинного коэффициента диффузии. Коэффициенты диффузии в мнимой области могут быть рассчитаны, как разность квадрата модуля комплексного значения КВД и квадрата истинного значения КД. Модулем комплексных значений КВД являются аномально завышенные коэффициенты взаимной диффузии, полученные из эксперимента. Графический анализ результатов эксперимента показал, что система отсчёта среднемассовой скорости не формируется в действительной области. Она, как будто проявляется в действительной области из комплексной, с инволюцией до нуля коэффициента диффузии в мнимой области. Далее процесс диффузии переходит в выделенную систему отсчёта среднеобъёмной скорости, где устанавливается регулярный режим F0 ≥ 0,2 (критерий диффузионного Фурье) и начинают работать расчётные формулы метода.

This article presents the results of constructing a physical and mathematical model of the diffusion process in the initial times, with a dependent coefficient of mutual diffusion (CMD). Based on the obtained solution, for the method of opening the capillary at one end, the obtained experimental data were studied. When analyzing the results of the experiment, an anomaly of the CMD values was revealed, that is, CMD with an abnormally inflated value was obtained. To describe this anomaly, a physical and mathematical model is proposed in which the diffusion process must be considered in the complex domain. The concept of this model assumes that the diffusion coefficient (CD) in the real region, until the concentration front of another gas reaches the closed end of the capillary t* = 986 c, remains a constant value equal to the maximum value of the diffusion coefficient for the studied gas pair, namely, equal to the value of the true diffusion coefficient. The diffusion coefficients in the imaginary domain can be calculated as the difference between the square of the modulus of the complex value of the CMD and the square of the true value of the CD. The modulus of the complex values of the CMD is the abnormally inflated coefficients of mutual diffusion obtained from the experiment. A graphical analysis of the experimental results showed that the reference frame for the average mass velocity is not formed in the real region. It seems to manifest itself in the real domain from the complex, with an involution to zero of the diffusion coeffi cient in the imaginary domain. Then the diffusion process passes into the selected reference system of the average volume velocity, where a regular mode is set F0 ≥ 0,2 (the diffusion Fourier criterion) and the calculation formulas of the method begin to work.