Motion of carbon nanotubes in the temperature gradient field | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2014. № 4(30).

Motion of carbon nanotubes in the temperature gradient field

The motion of carbon nanotubes in the process of thermophoresis is calculated using the model of an ideal gas with the monokinetic approximation of R. Clausius. The proposed scheme of a simple calculation of thermophoresis is based on the theorem of the momentum change for the nanoparticle-molecule system in the X-layer. The calculation involves the partition into eight temperature layers the size of which is equal to the free path lenth, and the nanotube is placed in six layers. In the vicinity of a nanotube, the temperature variation is assumed to be linear. In determining the effects of molecules on the tube, the scheme of compensated impacts is applied. This substantially simplifies calculating the process of the momentum exchange between particles and molecules. Thus, all real double collisions were modeled by triple ones causing no Brownian motions. Under the assumption of the specular reflection of molecules, the final result is a mere sum of interactions between counter-moving pairs and nanotube. It is shown that the speed of thermophoresis of carbon nanotubes does no depend on their sizes within the values of the Knud-sen number (10 < Kn <100) and depends only on the number of atoms in molecules of the gas environment and on the temperature gradient in it.

Download file
Counter downloads: 417

Keywords

углеродная нанотрубка, идеальный газ, квазиоднородное распределение скоростей, схема скомпенсированных воздействий, среднестатистический угол контрпары, скорость и сила термофореза, carbon nanotubes, ideal gas, quasi-uniform velocity distribution, scheme of compensated impacts, statistically average angle of the counter-moving pair, rate and force of thermopho-resis

Authors

NameOrganizationE-mail
Bubenchikov Mikhail AlekseevichGazprom Transgaz Tomsk Ltdm.bubenchikov@gtt.gazprom.ru
Potekayev Aleksandr IvanovichTomsk State Universitykanc@spti.tsu.ru
Bubenchikov Aleksey MikhaylovichTomsk State Universityalexy121@mail.ru
Klykov Ivan IvanovichTomsk State Universityykar@hotbox.ru
Maslov Aleksey StanislavovichGazprom Transgaz Tomsk Ltda.maslov@gtt.gazprom.ru
Ovcharenko Vladimir VladimirovichGazprom Transgaz Tomsk Ltdv.ovcharenko@gtt.gazprom.ru
Всего: 6

References

Горбис З.Р. Физическая модель и математическое описание процесса движения мелких частиц в турбулентном потоке газовзвеси / З.Р. Горбис, Ф.Е. Спокойный // Теплофизика высоких температур. 1977. Т. 15. № 2. С. 399-408.
Вальциферов Ю.В. Численный расчет процессов тепломассопереноса при течении газа с частицами в прямолинейном цилиндрическом канале / Ю.В. Вальциферов, С.М. Мура-дян // Теплофизика высоких температур. 1984. Т. 22. № 6. С. 1152-1157.
Баканов С.П. Термофорез в газах при малых числах Кнудсена / С.П. Баканов // УФН. 1992. Т. 162. № 9. С. 133-152.
Редчиц В.П. Термофорез несферической частицы в гидродинамическом режиме / В.П. Редчиц, Ю.И. Яламов // Вестник Московского государственного областного университета. Сер. Физика - математика. 2008. № 1. С. 3-8.
Баканов С.П. О термоферезе в газах / С.П. Баканов // Прикладная математика и механика. 2005. Т. 69. № 5. С. 855-860.
Потекаев А.И. Новые физические представления и метод описания и расчета сопротивления движению малых частиц в газообразной среде / А.И. Потекаев, А.М. Бубенчиков, М.А. Бубенчиков // Изв. вузов. Физика. 2012. № 12. С. 54-61.
Бубенчиков М.А. Три фундаментальные задачи молекулярной статистики / М.А. Бубенчиков, А.И. Потекаев, А.М. Бубенчиков // Изв. вузов. Физика. 2013. № 3. С. 94-100.
 Motion of carbon nanotubes in the temperature gradient field | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2014. № 4(30).

Motion of carbon nanotubes in the temperature gradient field | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2014. № 4(30).

Download full-text version
Counter downloads: 811