Аннотация:В настоящее время проблема разделения и очистки газов и газовых смесей имеет очень
большое значение в химической, топливной, энергетической и связанных отраслях про-
мышленности. Для решения этой задачи в наши дни наряду с традиционными физико-
химическими методами (криогенная очистка, цикловая адсорбция, абсорбция, хемосорб-
ция) также приобрели популярность мембранные методы разделения [1,2], с развитием
мембранных и нано- технологий, и благодаря их простоте, экономичности и экологич-
ности. Однако, во многих областях мембранные методы все еще не позволяют добиться
нужной эффективности и заменяются стандартными физико-химическими методами.
Вместе с этим, в последнее время был открыт ряд физических эффектов, которые про-
являются именно на микромасштабе (в порах мембран, в микроструктурах), и которые
можно использовать для разделения газов [3,4,5,6]. В данной работе было рассмотрено
несколько новых задач, представляющих собой различные эффекты, и была изучена воз-
можность использования таких устройств для разделения газовых смесей. Несмотря на
то, что принципы разделения в этих задач различны, они все имеют общую природу. Во
всех задачах рассматривается свободномолекулярное течение разреженного газа в микро-
структурах (в порах мембраны, в канале микроустройств), характеризующееся большими
числами Кнудсена (отношение длины свободного пробега молекул к характерному разме-
ру задачи). При этом, во всех задачах предполагается добиться эффекта разделения за
счет высокочастотных колебаний границы микроструктур (колебания мембраны, волно-
вые движения стенок микроканала, ряд колеблющихся перегородок в микроканале).
В результате расчетов во всех задачах показано, что можно управлять проводимо-
стью микроструктуры для того или иного газа, варьируя параметры колебаний (частоту,
амплитуду, и др.). Это значит, что за счет вынужденных колебаний в этих устройствах
можно добиться эффекта разделения газов.