ТОМ 83,
О СВОЙСТВАХ СТАЛИ, МОДИФИЦИРОВАННОЙ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОМАТЕРИАЛАМИ
Представлены результаты исследования методом атомно-силовой микроскопии поверхности стали, модифицированной углеродными наноматериалами с различным содержанием углеродных наноструктур. Проведены испытания на микротвердость и определена толщина модифицированного слоя.
Автор:
С. А. Жданок, А. И. Свириденок, М. И. Игнатовский, А. В. Крауклис, Т. А. Кузнецова, С. А. Чижик, К. О. Борисевич
Ключевые слова:
углеродные наноматериалы, нанотрубки, нановолокна, сталь, температурная обработка, атомно-силовая микроскопия, микротвердость.
Стр:
3
ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ НА УСТАНОВКЕ С ПЛАЗМОТРОНОМ И РАБОЧЕЙ ЗОНОЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
Представлены результаты экспериментальных исследований условий образования углеродных наноструктур в плазмохимическом реакторе прямоугольного сечения из продуктов разложения углеводородов в низкотемпературной плазме. Определено влияние дополнительной области течения потока на процесс. Приведены данные по содержанию структурированного углерода в получаемом материале и производительности процесса.
Автор:
С. А. Жданок, И. Ф. Буяков, А. В. Крауклис, А. Н. Лактюшин, К. О. Борисевич, М. В. Кияшко
Ключевые слова:
углеродные наноматериалы, нанотрубки, нановолокна, разложение углеводородов, плазма, электрический разряд, плазмотрон.
Стр:
8
ЭФФЕКТИВНОСТЬ БРОУНОВСКОГО ОСАЖДЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ИЗ ГАЗОВОГО ПОТОКА В ТРУБЕ
Проведено сравнение экспериментальных данных, аналитических результатов и численных расчетов броуновского осаждения сферических наночастиц. Показано, что для наночастиц меньше 10 нм и больше 5 нм относительное расхождение экспериментальных данных и аналитических результатов не превышает 15%. В других диапазонах радиусов наночастиц расхождение существенно меньше.
Автор:
С. П. Фисенко
Ключевые слова:
характерная длина осаждения, коэффициент броуновской диффузии, вероятность прохождения.
Стр:
11
ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПОДОГРЕВА РАБОЧЕГО ТЕЛА НА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЯГОВЫХ МОДУЛЕЙ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ДЕТОНАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Приведено теоретическое обоснование к расчету термодинамического цикла двигателей с детонационным сгоранием топлива, реализуемого в тяговых модулях пульсирующих детонационных двигателей. Получена система уравнений для расчета параметров детонационных волн сгорания при различных условиях их возбуждения. На их базе проведены исследования влияния различных факторов на параметры детонационных волн сгорания и соответственно на работу цикла, термический КПД и удельные параметры пульсирующих детонационных двигателей. Установлено, что потери, связанные с необратимостью процесса подвода теплоты в детонационных волнах сгорания, являются существенно более низкими при установке тяговых модулей в потоке подогретого газа. Показано, что температура рабочего тела, подаваемого в тяговые модули, является определяющим фактором, влияющим на термодинамическую эффективность цикла детонационного сгорания топлива. Получены обобщенные характеристики в виде однопараметрических зависимостей удельных параметров тяговых модулей пульсирующих детонационных двигателей от температуры подаваемого в них рабочего тела.
Автор:
Ю. Н. Нечаев
Ключевые слова:
детонация, дефлаграция, теплота сгорания, энтропия, необратимость, детонационное сгорание, пульсирующий двигатель.
Стр:
15
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Предложена физико-математическая модель, позволяющая рассчитывать тепловые режимы электрических печей сопротивления. Модель пригодна для описания различного типа футеровок и нагреваемых изделий. Она включает в себя в качестве составных частей следующие модели: переноса теплового излучения в рабочем пространстве печи, нестационарного нагрева целевых изделий, нестационарного нагрева футеровки печи, внешнего теплообмена ограждающих конструкций печи. Обсуждаются особенности численного метода решения предложенной модели. Приведен пример расчета камерной электропечи сопротивления для случаев, когда она футерована шамотным кирпичом и легковесными волокнистыми материалами. Показано, что для данного типа печей замена футеровки на волокнистую повышает тепловую эффективность работы в 2-2.5 раза.
Автор:
П. С. Гринчук
Ключевые слова:
электрическая печь сопротивления, тепловой режим, математическое моделирование.
Стр:
28
КРИТЕРИЙ РАЗРУШЕНИЯ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ СТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА
Получено уравнение, определяющее стохастический характер развития хрупкого разрушения нагруженного материала в результате развития в нем трещины разрушения при наличии стационарного тепломассопереноса. Показано, что эволюция трещины разрушения определяется приращением термодинамического потенциала материала с изменением ее характерного размера (длины). Исходя из указанного уравнения, дана оценка средней долговечности нагруженного материала с внутренней прямолинейной трещиной в условиях стационарного тепломассопереноса. Из условия стационарности потенциала установлены критерий хрупкого разрушения материала и возможность закрытия трещины разрушения.
Автор:
В. В. Шевелев
Ключевые слова:
хрупкость, разрушение, трещина, стохастичность, тепломассоперенос, стационарность, долговечность.
Стр:
47
ИНТЕГРАЛЬНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ КОЭФФИЦИЕНТНОЙ ЗАДАЧИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
На основе дифференциальных преобразований предложен устойчивый интегрально-дифференциальный метод решения обратной задачи теплопроводности. Выполнена апробация метода на примере определения коэффициента температуропроводности при квазистационарном оплавлении и прогреве образца кварцевой стеклокерамики.
Автор:
В. Л. Баранов, А. А. Засядько, Г. А. Фролов
Ключевые слова:
обратная задача теплопроводности, дифференциальные преобразования, теплофизические характеристики, теплозащитный материал, аналитическая модель.
Стр:
54
ФОРМИРОВАНИЕ КОНДЕНСИРОВАННОЙ ФАЗЫ МЕТАЛЛОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НИХ СУБМИКРОСЕКУНДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ
С помощью методики лазерного зондирования определены закономерности формирования жидкокапельной фазы ряда металлов (Ni, Zn, Pb, Ag и Cu) при воздействии на металлические мишени интенсивных субмикросекундных импульсов. Установлено, что основным механизмом формирования жидкокапельной фазы металла при данных условиях воздействия является конденсация из паров эрозионного лазерного факела.
Автор:
В. К. Гончаров, К. В. Козадаев
Ключевые слова:
эрозионный лазерный факел, субмикросекундные импульсы излучения, лазерное зондирование, конденсированная фаза металлов.
Стр:
80
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭРОЗИОННОЙ ПЛАЗМЫ В ОБЛАСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОТОКА С ПРЕПЯТСТВИЕМ
Приведены результаты исследований характеристик эрозионного плазменного потока, направленного на препятствие. Впервые получены квазистационарные сферические плазменные образования, устойчиво существующие более 50 мкс. Показано, что с помощью изменения динамических характеристик набегающего потока можно управлять параметрами, протяженностью и локализацией кумулятивной зоны.
Автор:
П. П. Храмцов, О. Г. Пенязьков, В. М. Грищенко, И. А. Ших
Ключевые слова:
кумулятивная зона, плазма, эрозионный плазменный ускоритель.
Стр:
85
СПИРАЛЬНЫЕ ВИХРИ В ПОЛЗУЩЕМ ТЕЧЕНИИ
На примере частных решений уравнений Стокса показано, что в ползущем течении существует спиральный вихрь. Решения получены с помощью локальной теории, позволяющей понизить размерность задачи вплоть до единицы в результате использования спиральной координаты и координатного разложения в окрестности особенности. При этом осевая координата "замораживается", т. е. входит в уравнения как параметр. Рассмотрены особенности типа фокуса и предельного цикла.
Автор:
С. К. Бетяев
Ключевые слова:
фокус, предельный цикл, уравнение Стокса, монополь, колоннообразный вихрь, конусообразный вихрь.
Стр:
90
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ И ДИФРАКЦИЯ СКАЧКОВ УПЛОТНЕНИЯ ПРИ ОБТЕКАНИИ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ, РАСПОЛОЖЕННЫХ ВБЛИЗИ ПОВЕРХНОСТИ
Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований сверхзвукового (M = 4.03, Re1 = 55x106 м-1) обтекания двух тел вращения с коническими головными частями с углом раствора &thetas; = 40o и цилиндрическими корпусами с удлинением λ = 5, расположенных вблизи плоской поверхности под нулевыми углами атаки на относительном удалении друг от друга Z = 1.4. Проведено сопоставление структуры ударных волн, формирующихся в зоне аэродинамической интерференции тел вращения при их свободном полете и полете над поверхностью на расстоянии Y = 0.96. Продемонстрирована возможность удовлетворительного предсказания газодинамической структуры реализующихся течений и аэродинамических характеристик рассматриваемых тел на основе численного решения уравнений Эйлера.
Автор:
В. Ф. Волков, Е. К. Дерунов, А. И. Максимов
Ключевые слова:
аэродинамическая интерференция, эксперимент, тело вращения, пластина, скачок уплотнения, дифракция, коэффициент давления, уравнения Эйлера, волновая структура.
Стр:
98
РАДИАЦИОННОЕ УСИЛЕНИЕ ЭФФЕКТА МЕТЕОТРОНА
Численно и аналитически исследуется динамика интенсивной восходящей конвективной струи в атмосфере. Наибольшее внимание уделено взаимодействию струи с устойчиво стратифицированными "задерживающими слоями". Рассматривается возможное влияние радиационных эффектов - тепловыделения, связанного с поглощением коротковолнового солнечного излучения содержащимся в струе углеродным аэрозолем, на динамику струи. Упомянутый аэрозоль генерируется при сгорании топлива в "метеотроне", а также может дополнительно вноситься в струю для ее усиления. Показано, что радиационные эффекты в принципе могут заметно способствовать подъему струи.
Автор:
Л. Х. Ингель
Ключевые слова:
конвективные струи, атмосфера, метеотрон, задерживающие слои, радиационные эффекты, объемное тепловыделение.
Стр:
111
ОДНОСКОРОСТНАЯ МОДЕЛЬ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОЙ СРЕДЫ
Построена модель односкоростной теплопроводной гетерогенной среды с релаксационным законом теплопередачи Фурье. Показано, что уравнения модели относятся к гиперболическому типу. Представлены результаты численных экспериментов для трехкомпонентной смеси идеальных газов, выполненные с использованием конечно-разностной схемы Куранта-Изаксона-Риса.
Автор:
В. С. Суров
Ключевые слова:
односкоростная многокомпонентная теплопроводная среда; релаксационный закон теплопередачи Фурье; гиперболические системы недивергентного вида, численное моделирование.
Стр:
132
ВЛИЯНИЕ ЭЛАСТИЧНЫХ ГРАНИЦ В ЗАДАЧАХ ГИДРОСТАТИКИ
Рассмотрены возможность и условия применения уравнения Бернулли для эластичного трубопровода. Отмечено, что форма этого уравнения не изменяется по сравнению с уравнением в жестком трубопроводе. Показано, что статическое давление, входящее в уравнение Бернулли, не тождественно давлению в уравнении импульса. Решена гидростатическая задача распределения давлений по высоте стакана с жестким дном и эластичными стенками, заполненного жидкостью. Найдена форма стенки этого стакана.
Автор:
А. Н. Волобуев, А. П. Толстоногов
Ключевые слова:
уравнение импульса, уравнение Бернулли, эластичный трубопровод, стакан с эластичными стенками.
Стр:
142
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ВОДОРОДНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Одним из экономически выгодных методов генерирования водорода для автономных потребителей является силиколевый. Приведена методика расчета циркуляционного контура баллонного газогенератора. Рассмотрены ограничения, накладываемые на скорость потока в трехфазной реагирующей системе. Установлено, что скорость реакции в контуре как диссипативной структуре симбатна изменению энергии Гиббса.
Автор:
В. Б. Трошенькин
Ключевые слова:
водород, методика расчета газогенератора, энергия Гиббса.
Стр:
149
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА САЖЕОБРАЗОВАНИЕ В ПЛАМЕНИ ПРИ НИЗКОМ ДАВЛЕНИИ
Исследовано влияние электрического поля в виде газового разряда на форму пламени, выход сажи, рентгенографические и структурные параметры сажевых частиц, на выход фуллеренов и полициклических ароматических углеводородов. Показано, что внешнее электрическое поле позволяет управлять процессами, происходящими в пламени, а также сажеобразованием, и даже увеличивать выход сажи при определенных условиях. Установлено, что высота сажевого пакета Lc и межплоскостное расстояние d002 практически не меняются при росте величины напряжения, что подтверждает отсутствие графитизации при воздействии электрического поля. Выявлено, что отрицательная полярность в большей степени влияет на повышение выхода фуллеренов с ростом величины прикладываемого напряжения по сравнению с положительной полярностью.
Автор:
Н. Г. Приходько
Ключевые слова:
пламена, горение, сажа, электрическое поле, давление, углеводородное топливо, фуллерены.
Стр:
154
ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА СМЕСЕЙ РАЗРЕЖЕННЫХ НЕЙТРАЛЬНЫХ ГАЗОВ. СИСТЕМА ВОДОРОД-АРГОН
Рассмотрена методика обобщения транспортных свойств смесей разреженных газов на базе соотношений молекулярно-кинетической теории и потенциалов межчастичных взаимодействий. Для бинарной смеси Ar-H2 выполнена с помощью весового метода наименьших квадратов совместная обработка данных о вязкости чистых компонентов и смесей, а также о коэффициенте концентрационной диффузии и факторе термодиффузии. Восстановлены параметры трех функций Леннарда-Джонса (m-6) потенциалов взаимодействия атомов Ar и молекул H2. Рассчитаны таблицы справочных данных транспортных свойств в интервалах температур 200-2000 К и концентраций x(Ar) от 0 до 1.
Автор:
А. Г. Шашков, А. Ф. Золотухина, Л. Р. Фокин, А. Н. Калашников
Ключевые слова:
газы, газовые смеси, транспортные свойства, водород, аргон, вязкость, коэффициент диффузии, фактор термодиффузии, потенциал взаимодействия, справочные данные.
Стр:
169
ФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ, МЕХАНИЗМ И КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСОВ Pd2+ В МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ПАЛЛАДИИ
Рассмотрен вопрос о возможности образования молекулярных комплексов Pd2+ в металлическом палладии. Показано, что в структуре гранецентрированного куба кристаллической решетки палладия имеются энергетические и геометрические предпосылки образования из атомов, расположенных в центрах смежных граней решетки, молекулярных комплексов Pd2+ с дыркой в 4d-оболочке одного из атомов. Проведена оценка содержания этих комплексов и дырок, приходящихся в среднем на один атом палладия. Рассмотрены возможные механизм и кинетика образования молекулярных комплексов Pd2+ в металлическом палладии.
Автор:
Н. В. Пискунов, Ю. Т. Синяпкин, Н. А. Протопопов, В. М. Кульгавчук
Ключевые слова:
атом, водородная деградация, гетерогенный катализ, гранецентрированный куб, кристаллическая решетка, кинетика, металли- ческий палладий, механизм, молекулярный комплекс палладия, экраниро- ванный комплекс водорода.
Стр:
189
ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ИЗ ПОРИСТОГО ТЕЛА ПРИ НАЛИЧИИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В НЕМ
Рассматривается нестационарный процесс экстрагирования из пористого тела, моделируемого системой полубесконечных капилляров, связанных с группой непроточных каналов, когда скорость переноса вещества в потоке складывается из двух компонентов - постоянной составляющей скорости и периодической по времени добавки к первой, которая предполагается малой по амплитуде. Найдены аналитические зависимости для представляющих практический интерес характеристик массообмена: концентрации и диффузионного потока как для главного приближения, так и для поправочного учета периодического воздействия на систему.
Автор:
А. И. Мошинский
Ключевые слова:
двухкомпонентность, массообмен, периодичность, пористое тело, извлечение.
Стр:
209
ПЕРЕНОС ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОММУНИКАЦИЯМ И СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ MoF6 ИЗ ГАЗОВОГО ПОТОКА
Представлены результаты исследования сорбции гексафторида молибдена MoF6 на гранулированном фтористом натрии NaF, а также приведены данные измерений потерь MoF6 при транспорте по технологическим коммуникациям реакторной ампульной установки с жидкосолевым топливом.
Автор:
А. А. Артюхов, Я. М. Кравец, М. Б. Серегин, Д. Ю. Чувилин, А. В. Шатров, Н. Г. Щепетов
Ключевые слова:
сорбент, радиоизотопы, расплав солей, гексафторид молибдена, Mo-99, фторид натрия.
Стр:
222
О СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕМ ЗЕРНИСТОМ СЛОЕ
На основе двухтемпературной модели выполнено математическое моделирование свободной конвекции в тепловыделяющем зернистом слое при постоянном и экспоненциальном видах тепловыделения. Установлены экстремальный характер зависимости расхода газового теплоносителя от мощности тепловыделения и "запирание" слоя (прекращение фильтрации теплоносителя) при повышенных величинах тепловыделения. Получены безразмерные зависимости для расчета расхода теплоносителя и его выходной температуры в области устойчивой конвекции.
Автор:
Г. И. Ковенский, Ю. С. Теплицкий, В. И. Ковенский
Ключевые слова:
зернистый слой, свободная (естественная) конвекция, запирание слоя, двухтемпературная модель, теплоноситель.
Стр:
229
АНАЛИЗ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН, ДРЕНИРУЮЩИХ ДЕФОРМИРУЕМЫЕ ПЛАСТЫ
Предложена новая комплексная методика оценки изменения проницаемости трещиноватого или чувствительного к изменению давления пористого пласта, основанная на аналитическом и численном моделировании притока жидкости к скважине. Исходными данными для анализа являются результаты гидродинамических исследований скважин. Аналитические решения прямой и обратной задач позволяют оценить изменение проницаемости при снижении давления. Численное моделирование нестационарного притока жидкости к скважине (прямая задача) позволяет определить диагностические признаки присутствия изменения проницаемости пласта по динамике забойного давления, а также оценить качество полученных при решении обратной задачи оценок. Методика апробирована на результатах гидродинамических исследований ряда скважин.
Автор:
А. А. Щипанов
Ключевые слова:
Деформируемый пласт, трещиноватый пласт, пористая среда, фильтрация, изменение проницаемости, гидродинамические исследования скважин, гидродинамическое моделирование.
Стр:
235
ПЕРЕНОС ВЕЩЕСТВА В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ, НАСЫЩЕННОЙ ПОДВИЖНОЙ И НЕПОДВИЖНОЙ ЖИДКОСТЬЮ
Рассмотрена задача переноса вещества в пористой среде, состоящей из двух зон: а) с транзитными порами (с подвижной жидкостью), б) с неподвижной жидкостью (со связанной водой), с учетом эффектов конвективного переноса, гидродинамической дисперсии, адсорбции вещества и внутреннего массопереноса между обеими зонами. Определены поля концентрации вещества, адсорбции, внутреннего массопереноса для различных случаев, определяемых характером адсорбции и внутреннего массообмена. Установлено, что наличие зон с неподвижной жидкостью значительно влияет на общие характеристики переноса вещества в пористой среде.
Автор:
Б. Х. Хужаёров, Ж. М. Махмудов, Ш. Х. Зикиряев
Ключевые слова:
адсорбция вещества, внутренний массоперенос, гидродинамическая дисперсия, зоны с подвижной и неподвижной жидкостью, перенос вещества, пористая среда.
Стр:
248
ОБ ОСНОВНЫХ СПОСОБАХ СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ В ПРОЦЕССАХ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ
Теоретически обосновывается возможность существенного снижения теплопотребления при сушке влажных материалов путем искусственного замедления процесса. Проанализированы основные варианты организации сушки с повышенной эффективностью.
Автор:
М. М. Разин
Ключевые слова:
сушка, энергосбережение, тепловой к. п. д., правила, замедление, балластные зоны, импульсный режим, рециркуляция, способы.
Стр:
255
СОПРЯЖЕННЫЙ ТЕПЛООБМЕН ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ДИСКА С ОТВЕРСТИЯМИ
Рассматриваются вопросы, связанные с моделированием сопряженного теплообмена при обтекании вращающегося диска с отверстиями потоком вязкой сжимаемой жидкости. Обсуждается дискретизация уравнений, описывающих распределение температуры внутри твердого тела и характеристики течения жидкости, построение расчетных сеток и управление шагом интегрирования по времени. Приводятся результаты расчетов температуры металла в контрольных точках модели и распределение коэффициента теплоотдачи по ее границам.
Автор:
К. Н. Волков
Ключевые слова:
сопряженный теплообмен, вращающийся диск, численное моделирование, турбулентность
Стр:
273
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ В ДИЭЛЕКТРИКАХ И МЕТАЛЛАХ НА БАЗЕ МОЛЕКУЛЯРНО-РАДИАЦИОННОЙ ТЕОРИИ ПЕРЕНОСА
Излагаются активационные механизмы переноса субстанции в конденсированных средах. Представлены аналитические выражения для электронной, фотонной и диффузионной теплопроводности в зависимости от температуры, плотности и микроскопических характеристик сред. Получена температурная зависимость плотности свободных электронов в проводниках. Приведены результаты сопоставления теоретических и экспериментальных данных.
Автор:
Н. И. Никитенко
Ключевые слова:
электронный, фотонный и диффузионный механизмы теплопроводности, активационные процессы, молекулярно-радиационная теория переноса, плотность свободных электронов
Стр:
284
УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ РАСТВОРЕНИЯ НАКИПИ В КОТЛАХ
Рассмотрены три метода растворения (отмывки) отложений на поверхности теплообменных каналов.
Автор:
Б. Я. Каменецкий
Ключевые слова:
теплообменные каналы, отложения накипи, карбонат кальция, растворение отложений, сброс нагрузки, пузырьковое кипение.
Стр:
294
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЛИНЫ СВОБОДНОГО ДИФФУЗИОННОГО ФАКЕЛА ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, РАЗБАВЛЕННЫХ ИНЕРТНЫМИ ГАЗАМИ
Проведено экспериментальное исследование длины единичных горящих факелов метана и водорода при предварительном разбавлении их инертным газом (азотом или гелием). Истечение горючих газов в атмосферу происходило через цилиндрические насадки диаметром 4 и 8 мм. Числа Рейнольдса на срезе насадки менялись в диапазоне 400-12 000. Получена четкая зависимость длины факела от количества подмешанного инертного газа. Обобщение экспериментальных данных позволило рекомендовать формулы для инженерных расчетов свободных ламинарных и турбулентных факелов.
Автор:
Ю. В. Полежаев, Б. А. Воробьев, Г. К. Коровин, Д. И. Ламден, И. Л. Мостинский, Р. Л. Шигин
Ключевые слова:
горение, пламя, длина факела, инертный газ, разбавление.
Стр:
298
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАКРУЧЕННОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ В СЕПАРАТОРЕ С БИКОНИЧЕСКИМИ ТАРЕЛКАМИ
Проведено численное моделирование турбулентного закрученного течения в зазоре между вращающимися конусами, представляющем собой рабочий элемент тарельчатого центробежного сепаратора. На основе введенной ортогональной биконической системы координат моделируется численное решение уравнений Рейнольдса, замыкание которых проводится с помощью известной дифференциальной двухпараметрической k-ω модели турбулентности Уилкокса. Результаты численного решения представлены в виде распределения осредненных компонент скорости и характерных параметров турбулентности в зависимости от режимных и геометрических параметров в рабочем элементе сепаратора, достоверность которых подтверждается сравнением с тестовыми расчетами и известными опытными данными.
Автор:
А. В. Шваб, А. Г. Чепель
Ключевые слова:
турбулентное течение, биконическая система координат, разнесенная сетка, сепаратор, центробежная сила, турбулентные напряжения, обобщенный метод переменных направлений.
Стр:
318
ТУРБУЛЕНТНЫЙ РЕЖИМ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕРМОГРАВИТАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ В ЗАМКНУТОЙ ПОЛОСТИ
Проведен численный анализ нестационарной турбулентной естественной конвекции в замкнутой области с теплопроводными стенками конечной толщины и источником тепловыделения, расположенном в основании полости, в условиях конвективно-радиационного теплообмена с внешней средой. Получены типичные распределения термогидродинамических параметров (линии тока, поля температуры, кинетической энергии турбулентности и скорости диссипации кинетической энергии турбулентности) в достаточно широком диапазоне изменения числа Грасгофа 107 ⪇ Gr ⪇ 109. Представлены результаты, характеризующие масштабы влияния фактора нестационарности и относительного коэффициента теплопроводности материала окружающих стенок на интенсивность теплопереноса. Установлено корреляционное соотношение для определения среднего числа Нуссельта на поверхности источника тепловыделения.
Автор:
Г. В. Кузнецов, М. А. Шеремет
Ключевые слова:
сопряженный теплоперенос, турбулентность, естественная конвекция, источник тепловыделения, замкнутая область.
Стр:
326
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УГЛА НАКЛОНА КРУГЛОРЕБРИСТЫХ ТРУБ НА СВОБОДНО-КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН ШАХМАТНОГО ПУЧКА В НЕОГРАНИЧЕННОМ ОБЪЕМЕ ВОЗДУХА
Приведены результаты экспериментального исследования средней теплоотдачи свободной конвекции воздуха в пятирядных шахматных пучках из труб с накатными спиральными ребрами при изменении угла наклона продольной оси трубы от 0 до 60о. Исследование выполнено полным тепловым моделированием. Измерена средняя теплоотдача каждого ряда пучка по направлению свободного движения воздуха. Опытные данные обобщены уравнениями подобия для расчета средней теплоотдачи пучков и отдельных их рядов, охватывающих интервал изменения числа Рэлея, характерный для режимов эксплуатации промышленных теплообменников из подобного типа ребристых труб.
Автор:
В. Б. Кунтыш, А. В. Самородов
Ключевые слова:
круглоребристая труба, свободная конвекция воздуха, приведенный коэффициент теплоотдачи, уравнение подобия, поперечный ряд, тепловое моделирование.
Стр:
338
ОБ ОДНОМ ВАРИАНТЕ МЕТОДА ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕЧЕНИЙ ОДНОСКОРОСТНОЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ
Описан вариант метода характеристик, предназначенный для интегрирования уравнений односкоростной многокомпонентной смеси в адиабатическом приближении на фиксированных сетках.
Автор:
В. С. Суров
Ключевые слова:
односкоростная многокомпонентная среда; гиперболические системы; метод характеристик; численное моделирование.
Стр:
345
ОБ ОДНОМ СПОСОБЕ ПРИБЛИЖЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ РИМАНА ДЛЯ ОДНОСКОРОСТНОЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ
Представлен способ приближенного решения задачи Римана на основе характеристических соотношений, который может быть использован в численных схемах метода Годунова для интегрирования уравнений, описывающих односкоростную многокомпонентную смесь в адиабатическом приближении.
Автор:
В. С. Суров
Ключевые слова:
односкоростная многокомпонентная среда, гиперболические системы недивергентного вида, задача Римана, численное моделирование.
Стр:
351
РАДИАЦИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР
Проведено теоретическое исследование радиационной устойчивости углеродных наноструктур при воздействии на них электронного пучка. Расчеты выполнены с использованием аналитического выражения для сечения рассеяния релятивистских электронов на атомах углерода, а также данных по пороговой энергии смещения атомов из углеродной решетки, полученных с помощью метода молекулярной динамики. Найдены пределы стабильности углеродных наноструктур и основные параметры процесса. Вычисленные значения характерного времени процесса хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными.
Автор:
Г. Я. Герасимов
Ключевые слова:
углеродные наноструктуры, фуллерены, углеродные нанотрубки, графен, электронный пучок, радиационная устойчивость.
Стр:
369
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В НАНОЧАСТИЦАХ
Теоретически исследуются вопросы, связанные с влиянием размера наночастицы на протекающую в ней химическую реакцию. В качестве примера рассмотрена реакция окисления наноразмерной частицы кремния.
Автор:
В. В. Левданский, И. Смолик, П. Моравец
Ключевые слова:
наночастица, химическая реакция, размерный эффект.
Стр:
376
ГЕНЕРАТОР АБЛЯЦИОННОЙ ПЛАЗМЫ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ ИЗ МАТЕРИАЛА ДИЭЛЕКТРИКА ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ
Представлен источник плазмы высокой чистоты, работающий при атмосферном давлении, который обеспечивает генерацию плазмы из материала диэлектрика по аналогии с капиллярным разрядом. Для определения химического и ионизационного состава плазмы использован и спектроскопический подход, а для определения энергетических параметров - электрофизические методы. Разработанный эрозионный импульсный генератор позволяет получать низкотемпературную плазму при сравнительно низком давлении внутри разрядного объема.
Автор:
В. Б. Авраменко, А. М. Кузьмицкий, А. А. Мищук
Ключевые слова:
источник абляционной плазмы, плазма высокой чистоты, спектроскопические исследования плазмы, поверхностный разряд.
Стр:
381
ЭФФЕКТИВНАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ КОМПОЗИТА В СИЛЬНЫХ ПОЛЯХ
Разработаны метод и программа для ЭВМ для численного решения задачи усреднения нелинейного композита периодического строения. Произведены расчеты эффективной диэлектрической постоянной и эффективного коэффициента управляемости композита типа ферроэлектрик-диэлектрик для произвольных значений усредненного электрического поля (ранее такие вычисления проводились только в приближении слабых полей). Установлено, что явление стабильности эффективного коэффициента управляемости сохраняется для произвольных значений усредненного электрического поля.
Автор:
А. Г. Колпаков, С. И. Ракин
Ключевые слова:
эффективная управляемость, нелинейный композит периодического строения, эффективная диэлектрическая постоянная, эффективный коэффициент управляемости, метод градиента.
Стр:
386
МОЛЕКУЛЯРНО-СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ КРИСТАЛЛОВ С ТЕПЛОВЫМИ ВАКАНСИЯМИ. 1. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УЧЕТА ВКЛАДА ПОДСИСТЕМЫ ВАКАНСИЙ В РЕШЕТОЧНУЮ ТЕПЛОЕМКОСТЬ КРИСТАЛЛОВ
Предложена простая статистическая модель конденсированной системы с парным взаимодействием частиц, которая описывается потенциалом Леннард-Джонса. В предположении, что вероятность заполнения пары микроячеек равна произведению вероятностей заполнения одиночных ячеек, сформулирована вариационная задача по минимизации свободной энергии по внутреннему параметру модели. Получено аналитическое выражение для добавки к колебательной теплоемкости молекулярного кристалла с вакансиями. Рассмотрена уточненная модель, в которой учитывается корреляция в заполнении частицами пар микроячеек, и получено уточненное выражение для добавки к колебательной теплоемкости, содержащее соответствующие малые поправки.
Автор:
И. И. Наркевич, А. В. Жаркевич , Е. В. Фарафонтова
Ключевые слова:
конденсированная молекулярная система, тепловые вакансии, статистическая модель, корреляция, метод условных распределений, коррелятивные функции, потенциал средних сил, решеточная теплоемкость.
Стр:
394
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПО ДАННЫМ МНОГОКРАТНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Описывается и обосновывается регулярная статистика, позволяющая эффективно оценить параметры произвольного распределения для случая многократного эксперимента. Для вывода и обоснования статистики использована методология инженерной математики.
Автор:
Е. В. Чернухо
Ключевые слова:
регулярная статистика, оценка параметров, многократный эксперимент, калибровочная характеристика.
Стр:
403
КОАЛЕСЦЕНЦИЯ И НАЧАЛЬНАЯ СТАДИЯ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОВОЛОКОН ПО СХЕМЕ "ПАР-ЖИДКОСТЬ-ТВЕРДОЕ ТЕЛО"
Показано, что диффузионное взаимодействие растущих кластеров примеси внутри каталитических нанокапель определяет важные геометрические параметры нановолокна. Найдено характерное время коалесценции кластеров.
Автор:
С. А. Жданок, В. В. Мартыненко, С. П. Фисенко, С. И. Шабуня
Ключевые слова:
математическое моделирование, эффект Кельвина, пересыщение, радиусы кривизны, кластер, растворимость.
Стр:
417
СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ГЛИНОСОДЕРЖАЩЕГО НАНОКОМПОЗИТА С РАЗНЫМ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕМ ПРИ ЕГО ДЕФОРМИРОВАНИИ
Представлены результаты исследования свойств глиносодержащего нанокомпозита с эпоксидным связующим при влажностно-температурном и механическом воздействии. Установлено, что независимо от влагосодержания нанокомпозит в ходе термомеханического воздействия (по достижении температуры стеклования) кристаллизуется. При нагревании нанокомпозита до 70 оС процесс перестройки структуры обратим, выше 150 оС происходит его аморфизация. Наличие наночастиц глины (до 6% по массе) не влияет на температуру структурных переходов нанокомпозита и не вызывает существенный усиливающий эффект. Сорбированная влага пластифицирует нанокомпозит и понижает его температуру стеклования примерно на 10 оС. Особенности термоме-ханического поведения нанокомпозитов после предварительного растяжения или ползучести связаны с формированием ориентированной структуры. Кристаллизация их начинается при более низких температурах и с более высокой степенью кристал-личности, чем ненагруженных.
Автор:
Е. А. Файтельсон, Т. И. Гласкова, В. П. Корхов, А. Н. Анискевич
Ключевые слова:
адсорбционно-активная среда, микрогетерогенность, рентгеноструктурный анализ, морфологические изменения, вынужденная эластичность.
Стр:
421
РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ДЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПЕРВИЧНЫХ НАНОЧАСТИЦ УГЛЕРОДА ПО ДАННЫМ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ
На основании данных о размере первичных углеродных частиц, образующихся при пиролизе этилена в ударной трубе в диапазоне температур 2100-2800 К, выполнен расчет времени их роста и температуры. Показано, что время роста первичных наноразмерных частиц сажи не превышает 7-10 мкс, при этом происходит их разогрев до температур, на сотни градусов превышающих температуру газовой фазы, что подтверждается результатами измерения температуры сажи.
Автор:
Е. А. Баранышин
Ключевые слова:
наночастицы углерода, ударная труба, этилен, температура кластера.
Стр:
430
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГРАНИЦЫ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ПРИ ДВИЖЕНИИ НАГРЕТОЙ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ В КАНАЛЕ
Экспериментально изучен процесс роста приграничной кристаллизованной фазы при движении нагретой неньютоновской жидкости в канале с холодной стенкой. В качестве жидкости был взят полипропилен с псевдопластическими свойствами. Получены экспериментальные кривые роста пристеночной кристаллизованной фазы как функции времени для различных значений начальной температуры расплава жидкости. Вычислено экспериментальное значение числа Нуссельта на границе раздела твердой и жидкой фаз.
Автор:
А. В. Бастеев, А. В. Дашков, О. В. Кравченко, О. Н. Репалова, В. В. Форфутдинов
Ключевые слова:
кристаллизованный слой, пристеночный слой, кристаллизованная фаза, неньютоновская жидкость, нелинейно-вязкая жидкость, псевдопластик.
Стр:
433
НЕРАВНОВЕСНЫЕ ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ, ИНДУЦИРОВАННЫЕ СКОЛЬЖЕНИЕМ ДИСЛОКАЦИЙ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ СПЛАВОВ
Показано, что при интенсивной пластической деформации сплавов скольжение дислокаций приводит к формированию неравновесных фаз либо дисперсных структур. Явление обусловлено совместным действием двух факторов: ускорением диффузии и изменением химического потенциала компонентов сплава в области ядра дислокации.
Автор:
И. К. Разумов
Ключевые слова:
интенсивная пластическая деформация, спинодальный распад, атмосферы Коттрелла, диффузионное перерезание, диссипативные структуры.
Стр:
439
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОЛЯ В ТОНКИХ ШИРОКОПРОФИЛЬНЫХ ПЛАСТИНАХ, ПОЛУЧАЕМЫХ ИЗ РАСПЛАВА СПОСОБОМ СТЕПАНОВА, В НЕСИММЕТРИЧНЫХ УСЛОВИЯХ РОСТА
Предложена математическая модель, позволяющая определить температурные поля в тонких широкопрофильных пластинах при выращивании их из расплава способом Степанова в зависимости от несимметрии расположения выращиваемого кристалла относительно окружающих экранов, а также и от разницы температур поверхностей левого и правого экранов. В описание модели входят уравнение теплопроводности и система интегральных уравнений, связывающая плотности потоков излучений и температур.
Автор:
А. В. Жданов, А. В. Бородин, М. В. Юдин
Ключевые слова:
способ Степанова, температурные поля, теплообмен излучением.
Стр:
447
СВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЯ ЗАМЕРЗАЮЩЕГО ВЛАЖНОГО МАТЕРИАЛА С ТЕМПЕРАТУРАМИ ПЕРЕХОДОВ В ПЛАСТИЧНО- И ТВЕРДОМЕРЗЛОЕ СОСТОЯНИЕ И С ЕГО ДОЛГОВЕЧНОСТЬЮ
Обсуждается зависимость параметров переохлаждения замерзающего влажного материала от его свойств и температуры охлаждения (на примере грунта). Показано примерное соответствие температур переохлаждения температуре на границе твердомерзлого и пластичного состояния, а продолжительности переохлаждения - долговечности в мерзлом состоянии. Получена формула для расчета долговечности по параметрам переохлаждения.
Автор:
А. А. Коновалов
Ключевые слова:
мерзлый грунт, температура переохлаждения, продолжительность переохлаждения, долговечность, длительная прочность.
Стр:
452
МЕХАНИЗМЫ ВСКИПАНИЯ ЭМУЛЬСИИ С НИЗКОКИПЯЩЕЙ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗОЙ В ОДНОРОДНОМ ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ
Выполнен теоретический анализ задержки вскипания перегретых капель в однородном турбулентном потоке эмульсии c низкокипящей дисперсной фазой. Обоснованы модельные соотношения, которые учитывают влияние пульсаций скорости турбулентного потока перегретой эмульсии на образование критических пузырьков пара в каплях дисперсной фазы. Рассмотрено инициирование устойчивого образования зародышей паровой фазы в перегретой эмульсии факторами, которыми определяется характер деформирования и дробления капель. Полученные результаты сопоставлены с данными экспериментальных исследований.
Автор:
А. К. Розенцвайг, Ч. С. Страшинский
Ключевые слова:
эмульсии, турбулентное течение, дисперсная фаза, перегретые капли, паровая фаза, инициирование зародышеобразования.
Стр:
461
ВЛИЯНИЕ КАПИЛЛЯРНОСТИ ГРУНТА И ИСПАРЕНИЯ СО СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ГРУНТОВЫХ ВОД НА ФИЛЬТРАЦИЮ ИЗ КАНАЛОВ
На основе двумерной теории установившейся фильтрации рассматриваются математические модели некоторых течений грунтовых вод из канала при наличии испарения со свободной поверхности. Для изучения таких течений формулируются и с применением метода Полубариновой-Кочиной решаются смешанные краевые задачи теории аналитических функций. На базе этих моделей разработаны алгоритмы расчета размеров зоны насыщения в ситуациях, когда при фильтрации воды из канала учитывается капиллярность его грунта или уровень воды в нем. С помощью полученных точных аналитических зависимостей и численных расчетов проводится детальный анализ структуры и характерных особенностей моделируемых процессов, а также влияния всех физических характеристик моделей на размеры зоны насыщения.
Автор:
Э. Н. Береславский, Н. В. Захаренкова
Ключевые слова:
фильтрация, грунтовые воды, капиллярность грунта, испарение, метод Полубариновой-Кочиной, линейные дифференциальные уравнения класса Фукса, комплексная скорость течения, конформные отображения.
Стр:
470
УПРАВЛЕНИЕ АМПЛИТУДОЙ АВТОКОЛЕБАНИЙ ВИБРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ В ЖИДКОСТНОМ РЕАКТИВНОМ ДВИГАТЕЛЕ ПУТЕМ РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ, ОПИСЫВАЮЩИХ ЭТОТ РЕЖИМ ГОРЕНИЯ
Получены периодические решения вырожденной системы уравнений нестационарного движения среды в жидкостном реактивном двигателе, с помощью которых обоснована возможность снижения амплитуды продольных автоколебаний вибрационного горения или их полного устранения.
Автор:
В. В. Гоцуленко
Ключевые слова:
вырожденная система, предельный цикл, управление амплитудой, вибрационное горение.
Стр:
496
ТРАНСЗВУКОВОЕ ОБТЕКАНИЕ КРЫЛОВЫХ ПРОФИЛЕЙ ПРИ ПОДВОДЕ ЭНЕРГИИ И УЧЕТЕ РЕАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ВОЗДУХА
Изучено влияние молекулярных (термодинамических и переносных) свойств воз-духа на качественные и количественные характеристики газодинамических эффектов импульсно-периодического подвода энергии при трансзвуковом обтекании крыловых профилей. Влияние переносных свойств (вязкости) учтено приближенно в рамках пограничного слоя. Показано, что качественные оценки указанных эффектов не зависят от учета молекулярных свойств воздуха, но наличие внутренних степеней свободы приводит к значительному уменьшению уровня температуры по сравнению с моделью идеального газа. Учет вязкости в определенной степени снижает оценки энергоподвода. Исследуется влияние формы профиля на его аэродинамические характеристики при подводе энергии.
Автор:
С. М. Аульченко, В. П. Замураев, А. П. Калинина
Ключевые слова:
трансзвуковое течение, крыловой профиль, молекулярные свойства воздуха, аэродинамические характеристики, подвод энергии.
Стр:
502