ТОМ 98, №3


ТОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В ТРЕЩИНОВАТО-ПОРИСТЫХ СРЕДАХ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К МОДЕЛЯМ КАРСТА И ТЕРМОКАРСТА
Получены точные решения некоторых задач тепломассопереноса в трещиновато-пористых средах с растворяющимся или частично плавящимся скелетом применительно к моделям карста и термокарста, а также выражение для глубины проработки закарстованных участков горных пород
Автор:  М. Г. Храмченков
Ключевые слова:  трещиновато-пористые среды, горные породы, растворение, плавление, фильтрация, фазовый переход, массообмен, тепломассоперенос, карст, термокарст, математическое моделирование
Стр:  575

О ПЕРЕНОСЕ ИНЕРЦИОННЫХ ЧАСТИЦ ПРИ РЕЗКИХ УСКОРЕНИЯХ СРЕДЫ
Аналитически исследована нелинейная задача об ускорении массивной частицы, подхваченной быстрым течением в поле силы тяжести. Эта задача представляет интерес, в частности, в связи с опасными конвективными явлениями в нижней атмосфере (шквальные порывы ветра, смерчи). Тяжелые частицы/ предметы, переносимые интенсивными ветрами ― один из основных факторов опасности, связанной с такими явлениями. Соответствующие теоретические задачи осложняются нелинейной зависимостью гидродинамического сопротивления от скорости частицы относительно среды и исследовались, как пра- вило, численными методами. В работе рассмотрена аналитическая модель, позволяющая установить не- которые общие закономерности ускорения частиц в нестационарных течениях. Особое внимание уделено ситуациям с кратковременными импульсными изменениями скорости среды.
Автор:  Л. Х. Ингель
Ключевые слова:  нестационарное течение, инерционная частица, гидродинамическое сопротивление, ускорение, перено
Стр:  580

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИИ ВЯЗКИХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ПРИСУТСТВИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
Исследованы особенности фильтрации углеводородных жидкостей (нефтей), имеющих различные фи- зико-химические свойства, в присутствии маломощных электромагнитных полей. Приведена методика физического и математического моделирования фильтрации нефти в электромагнитном поле. Представ- лены результаты экспериментальных исследований, указывающие на зависимость параметров фильтра- ции нефти от содержания в ней высокомолекулярных полярных компонентов. Показано, что диэлектро- форетические силы, действующие в направлении, перпендикулярном направлению фильтрации нефти, изменяют изолинии распределения давления в нефтяной системе, что приводит к снижению расхода неф- ти при ее фильтрации под действием электромагнитного поля. Интенсивность этих сил тем выше, чем больше содержание полярных компонентов в нефти и чем выше напряженность приложенного поля.
Автор:  Р. Р. Зиннатуллин, А. А. Мусин
Ключевые слова:  фильтрация, электромагнитное воздействие, полярные компоненты, диэлектриче- ские параметры
Стр:  585

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ ДАВЛЕНИЯ МЕЖДУ ВОЗМУЩАЮЩЕЙ И ПРОСЛУШИВАЮЩЕЙ СКВАЖИНАМИ В НИЗКОПРОНИЦАЕМОМ ПЛАСТЕ
На основе предложенного ранее закона фильтрации с предельным градиентом решена задача о взаимо- действии скважин в низкопроницаемом пласте, определяемом методом гидропрослушивания. Установле- на возможность определения фильтрационных свойств пласта по форме кривых реагирования. Показано, что анализ такой кривой позволяет выявить отклонение закона фильтрации в пласте от линейного за- кона Дарси.
Автор:  О. В. Дударева
Ключевые слова:  сверхнизкая проницаемость, нелинейная фильтрация, предельный градиент давления, метод гидропрослушивания, метод конечных разностей
Стр:  591

АНАЛИЗ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНОЙ ОЧИСТКИ НЕКОТОРЫХ РАСТВОРОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Рассматривается задача по определению оптимальных параметров процесса электродиализной очист- ки стоков, образующихся при производстве печатных плат. Для увеличения полноты разделения обосно- вывается выбор предельной плотности тока и толщины диффузионного пограничного слоя в ионитовой мембранной системе. Сформулирована задача выбора оптимальных параметров процесса электродиа- лизного разделения. Представлен пример расчета оптимальных параметров разделения для однокомпо- нентного раствора сульфата меди. Построен график области потока оптимальных параметров работы электродиализной установки в зависимости от размеров мембран.
Автор:  С. И. Лазарев, К. В. Шестаков, О. В. Долгова, О. А. Абоносимов, К. К. Полянский
Ключевые слова:  электродиализ, предельная плотность тока, диффузионный слой, очистка промыш- ленных растворов
Стр:  597

МЕТОД ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ГИДРОПРОСЛУШИВАНИЯ ПЛАСТОВ
Представлен новый метод обработки данных гидропрослушивания продуктивных пластов, основанный на использовании модифицированных специальным образом функций восстановления давления, измеряемого в наблюдательной скважине пласта, которые строятся путем вычитания из реальных функций восстановления давления вторых по старшинству членов асимптотического ряда интегральной показательной функции, представляющей собой точное аналитическое решение уравнения пьезопроводности, описывающего динамику изменения давления в скважине при проведении гидропрослушивания пласта. Проведенный анализ показал, что производные Бурде модифицированных предложенным методом функций восстановления давления значительно быстрее выходят на горизонтальные асимптоты, по высоте которых определяются параметры пласта. Это позволяет для обработки данных гидропрослушивания пласта использовать логарифмическую по времени часть функции восстановления давления, измеряемого в наблюдательной скважине пласта, что обеспечивает повышение точности и достоверности определения его параметров. При обработке реальных промысловых данных гидропрослушивания модифицированные функции восстановления давления должны строиться путем перебора множителей перед вторыми членами асимптотического ряда с целью определения оптимальных значений этих множителей, обеспечивающих наиболее быстрый выход производных Бурде на горизонтальную асимптоту.
Автор:  А. М. Свалов
Ключевые слова:  пласт, гидропрослушивание, интегральная показательная функция, производные Бурд
Стр:  605

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗРАБОТКИ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО ПЛАСТА ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ С КРИТИЧЕСКИМ БЕЗГАЗОВЫМ ДЕБИТОМ
На основе трехфазной многокомпонентной модели фильтрации исследованы возможности эффективной эксплуатации нефтяной оторочки газоконденсатного пласта горизонтальной скважиной с безгазовым дебитом. Установлено, что режим критических безгазовых дебитов, применительно к горизонтальным скважинам, позволяет избежать прорыва газового и водяного конусов и, регулируя расстояние между скважинами и их начальные дебиты по нефти, заметно увеличить конечный коэффициент нефтеотдачи
Автор:  Р. Р. Назаралиев, К. С. Мамедов
Ключевые слова:  скважины, критические безгазовые дебиты, газовый и водяной конусы, нефтяная оторочка, газоконденсатный пласт, горизонтальная скважина
Стр:  611

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ УГЛЕРОДНОГО НАНОМАТЕРИАЛА В ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ
Рассмотрен способ повышения устойчивости водной суспензии углеродного наноматериала от оседания (седиментации) за счет электрической стабилизации путем воздействия газового электрического разряда. Показано, что применение зарядки (и разрядки) твердой фазы позволяет без применения ПАВ оперативно изменять состояние суспензии и сокращать время обработки. Проведено сравнение с функционализацией углеродного наноматериала озонированием по критерию снижения энергозатрат.
Автор:  С. А. Жданок, А. В. Крауклис, Е. А. Казей, А. В. Павлов, С. В. Шушков
Ключевые слова:  углеродный материал, наноразмерные частицы, седиментация, устойчивость су- спензии, электрическая стабилизация, газовый разряд
Стр:  616

SYNTHESIS AND OPTICAL CHARACTERIZATION OF POLYANILINE–TIN-OXIDE NANOCOMPOSITES
Polyaniline–tin-oxide nanocomposites have been successfully synthesized by the in situ polymerization method and their optical properties were investigated. It was established that the absorbance and transmittance of these nanocomposites decrease with increase in the amount, of tin-oxide nanoparticles in them and that their reflectance in the UV, VIS, and NIR regions of the electromagnetic spectrum is very low.
Автор:  L. U. Okafor and A. A. Okafor
Ключевые слова:  polyaniline–tin-oxide nanocomposites, nanoparticles, optical properties
Стр:  624

ВЛИЯНИЕ ЧИСЛА МАХА ОБТЕКАНИЯ ЗАТУПЛЕННОГО ПО СФЕРЕ КОНУСА, ВЫПОЛНЕННОГО ИЗ КОМБИНИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ, НА ЕГО ТЕПЛООБМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Исследовано влияние числа Маха сверхзвукового потока, обтекающего затупленный по сфере конус, на температуру его поверхности, выполненной из комбинированных материалов с высокой теплопроводно- стью. Предложены простые методики оценки снижения максимальных температур такой поверхности
Автор:  В. И. Зинченко, В. Д. Гольдин
Ключевые слова:  сверхзвуковое обтекание, тепловая защита, число Маха, сопряженный теплообмен
Стр:  628

ТОЧНЫЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРОФИЛЯ СКОРОСТИ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ НА ПЛАСТИНЕ (ЗАДАЧА БЛАЗИУСА)
Рассмотрена классическая задача в теории вязкого ламинарного пограничного слоя на плоской тонкой пластине (задача Блазиуса). Нелинейным методом наименьших квадратов найдены точные корреляци- онные зависимости для продольной скорости, которые могут быть использованы далее при численном моделировании плоских и трехмерных течений в пограничном слое. Проведено сравнение расчетного и аналитических профилей скорости u с известными данными.
Автор:  В. М. Зубарев
Ключевые слова:  ламинарный пограничный слой, несжимаемая ньютоновская жидкость, тонкая пло- ская пластина, задача Блазиуса, аналитические аппроксимации, нелинейный метод наименьших квадратов
Стр:  634

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАПОЛНЕНИЯ ЦИЛИНДРА СТАЦИОНАРНЫМ ПОТОКОМ ВОЗДУХА ЧЕРЕЗ ТАРЕЛЬЧАТЫЙ КЛАПАН И КАНАЛЫ С ПОПЕРЕЧНЫМ ПРОФИЛИРОВАНИЕМ
Представлены экспериментальные данные о полях скоростей стационарного потока в цилиндре при его заполнении воздухом через тарельчатый клапан и каналы в головке цилиндров (ГЦ) с разными формами поперечных сечений (круг, квадрат и треугольник). Исследования выполнялись на лабораторном стенде, имитирующем основные элементы впускной системы поршневого двигателя. Стационарное движение в газодинамической системе создавалось с помощью компрессора, отстаивающего воздух из цилиндра. Средняя скорость потока воздуха во впускном трубопроводе составляла от 2 до 5 м/с. Исследования структуры потока в цилиндре проводились с помощью 2D PIV-системы. Установлено, что форма по- перечного сечения канала в ГЦ оказывает существенное влияние на распределение потока воздуха в цилин- дре поршневого двигателя. Показано, что при использовании круглого канала в ГЦ имеет место движение потока вдоль боковых стенок и фактическое отсутствие течения в центре цилиндра. Применение ква- дратного канала вызывает более равномерное заполнение всего объема цилиндра воздухом. Установка ГЦ с треугольным каналом приводит к формированию крупномасштабной закрутки потока внутри цилиндра. Полученные данные создают научную основу для проектирования впускных систем с улучшенными показа- телями качества газообмена и перспективными характеристиками поршневых двигателей.
Автор:  Л. В. Плотников, Д. А. Давыдов, Д. Н. Красильников, В. А. Шурупов
Ключевые слова:  заполнение цилиндра, канал в головке цилиндров, тарельчатый клапан, стационарный поток воздуха, поле скоростей, поршневой двигатель, метод PIV
Стр:  645

ОДНОДАВЛЕНЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МНОГОСКОРОСТНОЙ ГЕТЕРОГЕННОЙ СРЕДЫ С ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ ЯДРОМ
Предложена неконсервативная модель многоскоростной многокомпонентной гетерогенной смеси с общим давлением со сжимаемыми и несжимаемыми фракциями, дифференциальные уравнения которой базируются на законах сохранения массы, импульса и энергии для смеси в целом и ее отдельных компонен- тов. Для исключения "паразитного" размывания контактных границ в уравнения модели смеси введен па- раметр ξ, который предлагается выбирать малым, близким к нулю. Проведен характеристический анализ уравнений модели и показана ее гиперболичность при значениях параметра ξ ∈ (0, 1]. При интегрировании уравнений модели использован многомерный узловой метод характеристик, основанный на расщеплении исходной системы уравнений по координатным направлениям на ряд одномерных подсистем, каждая из которых решается с использованием обратного метода характеристик. С помощью этого метода рас- считан ряд одномерных и двумерных модельных задач
Автор:  В. С. Суров
Ключевые слова:  неконсервативная однопараметрическая модель, многоскоростная гетерогенная сре- да с общим давлением, многомерный узловой метод характеристик
Стр:  652

DEPENDENCE OF FLOW BEHAVIOR AND AERODYNAMIC CHARACTERISTICS ON THE SIZE OF SQUARE CYLINDERS IN VEE-ARRANGEMENT
A two-dimensional finite volume method and a full multi-grid technique are used to scrutinize the influence of the arrangement of three cylinders, which are placed in four different configurations, and their corresponding dimensions on the characteristics of flow. Four main combinations are adopted in terms of the cylinder positions while the influence of various parameters, namely, the cylinder with their corresponding dimensions and the Reynolds number (Re) variation on the flow behavior is discussed. The flow patterns, critical Reynolds number, and force coefficients are computed for the four arrangements in terms of streamlines, iso-vortices, and drag coefficient (CD) evolutions. Of great interest is the analysis of the combined effect of the Reynolds number and of the adopted arrangements on the bifurcation emergence phenomenon and the CD evolution profiles. The numerical outcomes demonstrate that Re values, different arrangements of cylinders, and dimension variations of each square cylinder have a prominent influence on the flow characteristics.
Автор:  Salwa Fezai, Fakher Oueslati and Brahim Ben-Beya
Ключевые слова:  vee-arrangement, size of square obstacle, incompressible fluid flow, Reynolds number, vortex shedding, regimes of flow, aerodynamic forces
Стр:  665

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ИНДУКЦИОННОЙ НАПЛАВКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ
Определены теоретические аспекты расчета температурно-временных параметров для однослойных, многослойных и толстослойных функциональных покрытий, получаемых методом центробежной индук- ционной наплавки, с учетом геометрических, теплофизических и электрофизических параметров дета- ли и наносимого слоя, а также конвективного и радиационного нагрева наружной поверхности детали. Разработаны система контроля температуры детали в процессе центробежной индукционной наплавки покрытия, а также математическая модель продвижения фронта плавления в материале покрытия, отличающаяся от известных моделей тем, что температура поверхности, от которой происходит те- плопередача, является переменной и изменяется во времени по линейному закону. С использованием этой модели определено минимальное время наплавки покрытия на деталь, позволяющее минимизировать не- гативное влияние термического воздействия на формирование его структуры, повысить производитель- ность технологического процесса, снизить энергозатраты и обеспечить экономию цветных и высоколе- гированных сплавов за счет снижения припуска на механическую обработку детали
Автор:  М. А. Белоцерковский, И. А. Сосновский, А. А. Курилёнок, В. В. Шкурко
Ключевые слова:  центробежная индукционная наплавка, функциональное покрытие, математическая модель, теплопередача, фронт плавления, система контроля температуры
Стр:  683

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ НЕОНОВОЙ ПЛАЗМЫ С УЧЕТОМ СТОЛКНОВЕНИЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Судя по публикациям, посвященным исследованию плазмы с помощью зондов, исследователи постоянно сталкиваются с проблемами расчета параметров плазмы. Уже стало неким трендом критиковать клас- сические методы диагностики. Правда, следует сказать, что авторы, критикующие теорию Ленгмюра (Langmuir theory) и некоторые другие способы диагностики, подчас сами не выполняют газокинетических оценок и не сравнивают их с характерными размерами слоя объемного заряда (СОЗ), окружающего зонд. Конечно же, в этом случае они очень часто выходят за те условия, которые легли в основу теории. Осо- бенно остро возникает проблема диагностики плазмы и определения ее параметров в случае 1–2 стол- кновений заряженных частиц, происходящих в СОЗ зонда. При такой диагностике возникают вопросы о способе определения температуры заряженных частиц, о массе заряженных частиц, области применения методик и, конечно, о толщине СОЗ
Автор:  М. А. Гасилов, С. А. Гуцев, Н. Б. Косых, С. С. Куцаков
Ключевые слова:  разряд в неоне, плазма, зонд, слой объемного заряда, электрический ток, электриче- ское пол
Стр:  695

СИНТЕЗ ТУРБОСТРАТНОГО ГРАФЕНА В УСЛОВИЯХ ИМПУЛЬСНОГО ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ПИРОЛИЗА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
Рассмотрен энергоэффективный процесс синтеза графена турбостратной структуры путем импульсного плазмохимического пиролиза (флеш-пиролиза) из технического углерода и электродного графита в импульсном искровом разряде продолжительностью от 20 до 500 мс. Предложена установка, которая по сравнению с прототипом отличается увеличенной энергоэффективностью и возможностью проведения процесса в энергосберегающем режиме за счет применения в цепи заряда конденсаторной батареи вместо нелинейного сопротивления конденсатора и диодного умножителя напряжения. Форми- рование графеновой структуры подтверждается спектроскопией комбинационного рассеивания по пи- кам интенсивности в диапазоне 2424 см–1. Выход турбостратного графена определялся по интеграль- ным характеристикам нарушенного полного внутреннего отражения излучения в инфракрасной области. Исследования углеродного продукта (графеновой сажи), полученной в процессе импульсного плазмохими- ческого синтеза, показали содержание турбостратного графена до 15–20 мас.%.. Полученные результа- ты обоснованы методами КР- и ИК-Фурье спектроскопии, а также новым методом контроля количе- ственного содержания графена по интегральным коэффициентам пропускания, определяемым с помощью ИК-спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения
Автор:  М. Ю. Доломатов, О. Л. Рыжиков, В. Р. Субханкулов, С. С. Вершинин, В. В. Лазарев
Ключевые слова:  плазмохимический пиролиз, турбостратный графен, модифицированная установка плазмохимического флеш-пиролиза, ИК-спектр, КР-спектр
Стр:  700

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИОНОВ ПО ТЕРМОВИЗУАЛИЗАЦИОННЫМ КАРТИНАМ ИОННЫХ СТРУЙ
Предложен способ определения энергии ионов по тепловым картинам струй, истекающих из ионного источника. Проведены тепловые экспериментальные исследования и численное моделирование для струи ионизированного азота, теряющего энергию в газовой мишени собственного газа. Показано, что методом термовизуализации ионных струй совместно с их численным моделированием можно получить значения уровня энергии бомбардирующих ионов, что позволяет определять величину реактивной тяги. Способ мо- жет быть применен в исследованиях ускорительных высокочастотных ионных двигателей при неизвест- ном уровне ускоряющего напряжения
Автор:  И. С. Вавилов, К. И. Жариков, П. С. Ячменев, В. В. Федянин, А. И. Лукьянчик, П. В. Степень
Ключевые слова:  ускорительный ионный микродвигатель, ионно-оптическая система, термовизуали- зация, численное моделирование, мишень, пробег ионов
Стр:  705

О ВЫГОРАНИИ ЧАСТИЦ, ДВИЖУЩИХСЯ НА КОЛОСНИКОВОЙ РЕШЕТКЕ
В рамках модели горения выяснены основные качественные особенности процесса эволюции топливной частицы, движущейся на колосниковой решетке. Установлена предельная форма зависимости времени горения частицы от ее начального диаметра при повышенных числах Дамкёлера. Получена обобщенная зависимость числа Фурье от определяющих факторов
Автор:  Ю. С. Теплицкий, Е. А. Пицуха, В. А. Дубина, А. Р. Рослик
Ключевые слова:  колосниковая решетка, модель горения, топливная частица, время горения, скорость частицы, кинетический и диффузный режимы, число Дамкёлера, число Фурье, коэффициент скорости горения
Стр:  716

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ПЛОСКОГО ИМПУЛЬСНОГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛОТЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТКАНЕЙ ФРУКТОВ И КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ
Для исследования теплофизических характеристик растительных тканей плодов и корнеклубнеплодов, плоские образцы которых могут быть получены методами механической резки, предложен метод плоско- го импульсного источника теплоты. Разработана математическая модель процесса теплопереноса в из- мерительной ячейке, а также предложен алгоритм обработки экспериментальных данных об изменении во времени разностей температур, зарегистрированных в процессе эксперимента. Доказано, что приме- нение предложенного алгоритма обработки экспериментальных данных позволяет снизить погрешности измерений теплофизических характеристик
Автор:  П. В. Балабанов, С. С. Баранов, А. Г. Дивин, А. С. Егоров, С. В. Пономарев, Г. В. Шишкина
Ключевые слова:  коэффициент температуропроводности, теплопроводность, измерение, относи- тельные погрешности, минимизация, обработка данных, оптимизация
Стр:  723

ИДЕНТИФИКАЦИЯ КОМПЛЕКСА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫСОКОЭНТАЛЬПИЙНОЙ ТЕРМОРАЗЛАГАЮЩЕЙСЯ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ПРИ ДЖОУЛЕВОМ КОНТАКТНОМ НАГРЕВЕ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГО ВАКУУМА
Предложен метод параметрической идентификации комплекса теплофизических характеристик (удельной тепловой проводимости, удельной теплоемкости, интегральной отражательно-излучательной способности) высокоэнтальпийной терморазлагающейся теплозащиты при джоулевом нагреве в диффуз- ном приближении. Решена задача поиска экстремума среднеквадратичного функционала невязки между теоретическим и экспериментальным полями температур в местах установки датчиков температуры при предварительном задании базисных функций, учитывающих зависимость рассматриваемых характе- ристик от температуры. Оптимизация параметров теплозащиты выполнена с использованием метода сопряженных градиентов как наиболее точного алгоритма первого порядка сходимости. Для его реали- зации предварительно решены три сопряженные задачи теплообмена по определению коэффициентов чувствительности, необходимых для расчета градиента исследуемого функционала невязки
Автор:  Н. О. Борщев, М. И. Лосев
Ключевые слова:  джоулев нагрев, метод итерационной регуляризации, метод сопряженных градиен- тов, уравнение Аррениуса
Стр:  731

ВЛИЯНИЕ ЦИНКА НА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ СВИНЦОВОГО БАББИТА Б(PbSb15Sn10)
Баббит на основе свинца, обладающий высокой теплопроводностью и отличным соответствием предъявляемым требованиям, обычно используется производителями в приложениях для систем, кото- рые будут подвергаться ударным нагрузкам. Некоторые изделия из баббита на основе свинца имеют однородную зернистую структуру, поэтому их можно использовать при больших нагрузках на низких по- стоянных скоростях. Кроме того, баббит на основе свинца является экономичным сплавом, поэтому его можно применять для машин общего назначения, линейных валов и механических мастерских. Его также можно использовать в сельскохозяйственной технике, цементном оборудовании, конвейерах, элеваторах и металлургическом оборудовании. Термодинамические и теплофизические свойства свинца и его сплавов являются предметом много- численных экспериментальных и теоретических исследований. Имеющиеся экспериментальные данные включают измерения теплоемкости, энтальпии, энтропии и энергии Гиббса при нормальном давлении в диапазоне температур 298.15–550 K. В работе представлены результаты экспериментального определения теплоемкости свинцового баб- бита Б(PbSb15Sn10), легированного цинком, и расчета температурной зависимости изменений термо- динамических функций данного сплава. Исследования температурной зависимости теплоемкости свин- цового баббита Б(PbSb15Sn10), легированного цинком, проводились в режиме "охлаждения" с приме- нением компьютерной техники и программы Sigma Plot 10.0. Установлены полиномы температурной зависимости теплоемкости и изменений термодинамических функций (энтальпии, энтропии и энергии Гиббса) свинцового баббита Б(PbSb15Sn10), легированного цинком, и эталона (Pb марки С00), которые с коэффициентом корреляции Rкор = 0.999 описывают эти изменения. Показано, что с ростом содер- жания цинка теплоемкость исходного сплава увеличивается. Энтальпия и энтропия свинцового баббита Б(PbSb15Sn10), легированного цинком, с ростом температуры и содержания цинка увеличиваются, а зна- чение энергии Гиббса уменьшается.
Автор:  И. Н. Ганиев, М. Б. Джумъаева, Х. М. Ходжаназаров, Х. О. Одиназода, С. У. Худойбердизода
Ключевые слова:  свинцовый баббит Б(PbSb15Sn10), цинк, режим "охлаждения", температурная зави- симость, теплоемкость, коэффициент теплоотдачи, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса
Стр:  742

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ТЕПЛОЕМКОСТИ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА AlMg5.5Li2.1Zr0.15 ТИПА ДЮРАЛЮМИН, ЛЕГИРОВАННОГО ПРАЗЕОДИМОМ
Исследована удельная теплоемкость алюминиевого сплава AlMg5.5Li2.1Zr0.15 типа дюралюмин с пра- зеодимом в режиме "охлаждения" по известной теплоемкости эталонного образца из алюминия марки А5. По экспериментально найденным величинам скоростей охлаждения образцов из сплавов и эталона, зная их массы, были установлены полиномы температурной зависимости теплоемкости сплавов, которые опи- сываются четырехчленным уравнением. Используя интегралы от удельной теплоемкости, определили по- линомы температурной зависимости изменений энтальпии, энтропии и энергии Гиббса для алюминиевого сплава AlMg5.5Li2.1Zr0.15 типа дюралюмин с празеодимом. Полученные зависимости показывают, что с ростом температуры теплоемкость, энтальпия и энтропия сплавов увеличиваются, а значение энергии Гиббса уменьшается. Рост содержания празеодима снижает теплоемкость, коэффициент теплоотдачи, энтальпию и энтропию алюминиевого сплава AlMg5.5Li2.1Zr0.15 типа дюралюмин
Автор:  И. Н. Ганиев, С. У. Худойбердизода, С. С. Савдуллоева, Дж. Х. Джайлоев, Х. М. Ходжаназаров
Ключевые слова:  алюминиевый сплав AlMg5.5Li2.1Zr0.15 типа дюралюмин, празеодим, режим "охлаж- дения", удельная теплоемкость, коэффициент теплоотдачи, термодинамические функции
Стр:  749

РАЗРАБОТКА И МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРВИЧНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ
Предложена конструкция средства измерений влажности материалов, содержащая корпус, крышку, емкостные электроды, измерительный резонансный контур, индуктивности, емкости, источник перемен- ного напряжения, индикаторное устройство. Исследованы метрологические свойства по результатам проведенного эксперимента в пределах шкалы измерений. При этом два емкостных электрода, располо- женные на основании цилиндрического корпуса, выполнены из медной фольги в виде "круг в круге" и вклю- чены через переключатель параллельно к образцовой емкости и к одной из смежных емкостей феррорезо- нансной мостовой схемы, а два других смежных индуктивных плеча феррорезонансной мостовой схемы выполнены в виде двух согласно включенных катушек, намотанных на общий сердечник в виде тороида. При этом феррорезонансная мостовая схема на выходе подключена к пороговому индикатору напряже- ния, а на входе — к сети переменного тока с частотой 50 Гц через автотрансформатор, ручка движка которого сочленена со стрелкой дугообразной шкалы в единицах влажности пищевых и других сыпучих материалов
Автор:  Ш. М. Машарипов
Ключевые слова:  влажность материала, емкостный метод, электрод, измерительный резонансный контур, индуктивность, источник переменного напряжения, индикаторное устройство, феррорезонанс- ная мостовая схема
Стр:  757

КОЛЕБАНИЯ ТРЕХСЛОЙНОЙ ПЛАСТИНЫ, ВЫЗВАННЫЕ ТЕПЛОВЫМ УДАРОМ И ИМПУЛЬСНОЙ НАГРУЗКОЙ
Исследовано воздействие теплового удара на вынужденные колебания круговой трехслой- ной пластины, возбужденные импульсной нагрузкой. Пластина несимметричная по толщине, те- плоизолированная на нижней поверхности и контуре. Распределение нестационарной темпера- туры по толщине пластины вычисляется по приближенной формуле, полученной в результате решения задачи теплопроводности при усреднении теплофизических свойств материалов трехслойного пакета. Используя гипотезу Неймана, на свободные колебания, вызванные тепловым ударом (мгновен- ным падением теплового потока), накладываются вынужденные колебания от импульсной нагрузки. В качестве кинематической использована гипотеза ломаной линии: для высокопрочных тонких несущих слоев — гипотезы Кирхгофа; для несжимаемого по толщине более толстого заполнителя — гипотеза Ти- мошенко о прямолинейности и несжимаемости деформированной нормали, которая поворачивается на не- который дополнительный угол (сдвиг). В постановку начально-краевой задачи входят дифференциальные уравнения движения в частных производных, полученные вариационным методом Лагранжа, однородные начальные условия и граничные условия шарнирно опертого контура пластины. Искомыми функциями явля- ются прогиб пластины, сдвиг в заполнителе и радиальное перемещение срединной плоскости заполнителя. Для аналитического решения начально-краевой задачи о колебаниях трехслойной пластины под дей- ствием импульсной поверхностной нагрузки в нестационарном температурном поле построена система собственных ортонормированных функций. Искомое решение выписано в рядах. Приведены расчетные формулы для перемещений. Проведен числовой параметрический анализ прогиба пластины в зависимости от интенсивности и времени воздействия теплового потока
Автор:  Э. И. Старовойтов, Ю. М. Плескачевский, Д. В. Леоненко
Ключевые слова:  круговая трехслойная пластина, тепловой поток, импульсная нагрузка, вынужденные колебания
Стр:  764

НЕЛИНЕЙНАЯ ЗАДАЧА КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА: ПЕРЕДОВЫЕ ПОЛУАНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ (ОБЗОР И КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ)
Представлены обзор и критический анализ современных передовых полуаналитических методов, таких как метод возмущений, метод гомотопического возмущения, метод вариационной итерации, метод гомо- топического анализа, метод рядов Тейлора, метод последовательного дифференцирования, метод диф- ференциальных преобразований, метод разложений Адомиана и асимптотический метод оптимальной гомотопии. Эти методы исследованы на примере приближенного решения нелинейной начальной задачи о конвективном охлаждении системы с сосредоточенными параметрами и с зависящей от температуры теплоемкостью
Автор:  В. А. Кот
Ключевые слова:  нелинейное дифференциальное уравнение, нелинейная начальная задача, нелинейное уравнение конвекции, методы PM, HPM, VIM, HAM, TSM, SDM, DTM и OHAM
Стр:  773

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕПЛООТВОДА В СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ ОБОЛОЧЕЧНЫХ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ НА ОСНОВАНИИ КРИТЕРИЯ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ
Исследование посвящено вопросу повышения эффективности теплоотвода в оболочечных лопатках газотурбинного двигателя с внутренней системой охлаждения. Предложена математическая модель теплоотвода, позволяющая минимизировать массовый расход охлаждающей газовой среды за счет ре- ализации теплонапряженного состояния в теле турбинной лопатки, удовлетворяющего критерию дли- тельной прочности. Модель позволяет снизить неравномерность распределения запаса длительной проч- ности в теле турбинной лопатки, возникающую вследствие неравномерного напряженного состояния и неравномерного нагрева на поверхности теплоподвода лопатки. Математическая постановка задачи ис- следования строилась на основании уравнений теплопереноса в условиях установившегося теплообмена. Численная модель расчета картины скоростей охладителя и переменной ширины каналов теплоотвода строилась с использованием метода конечных разностей. По результатам исследования проанализиро- вано влияние скорости вращения турбинной лопатки на изменение геометрии каналов теплоотвода, при которой обеспечивается равномерное теплонапряженное состояние лопатки согласно критерию дли- тельной прочности. Рассмотренный в исследовании подход может быть использован при охлаждении ло- паток газотурбинного двигателя дефлекторного типа. Предложенная математическая модель позволит снизить нерациональный массовый расход хладагента в менее термонагруженных участках лопатки и повысить интенсивность теплоотвода в более термонагруженных областях
Автор:  И. К. Андрианов, Е. К. Чепурнова
Ключевые слова:  теплоотвод, турбинная лопатка, длительная прочность, теплонапряженное состояние
Стр:  802

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ МАССООБМЕНА ПРИ АДСОРБЦИИ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПРИРОДНЫМ КЛИНОПТИЛОЛИТОМ
Разработана математическая модель массообмена и диффузии при адсорбции ионов тяжелых метал- лов Pb2+, Cd2+, Zn2+ и Ni2+ из растворов. Определены изотермы и кинетические кривые адсорбции ионов указанных металлов природным клиноптилолитом, а также зависимость адсорбции этих ионов от рН раствора. Установлено, что процесс разделения протекает более интенсивно при рН 6.2–7. Определены закономерности влияния концентрации адсорбтива в растворе на общий коэффициент массообмена и эффективный коэффициент диффузии в нем
Автор:  Ф. В. Юсубов, Г. В. Велиева
Ключевые слова:  массообмен, диффузия, тяжелые металлы, адсорбция, изотермы, кинетика, матема- тическая модель
Стр:  812

НЕОТРАЖАЮЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПОГЛОТИТЕЛЬ С ГРАДИЕНТНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ПО СЛОЯМ ПОГЛОЩАЮЩИХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ
Определены условия безотражательного поглощения электромагнитного излучения двухслойной системой диэлектрик–металл c экспоненциальным распределением содержания поглощающих наполни- телей в слоях покрытия, которые устанавливают функциональную связь между длиной волны электро- магнитного излучения, падающего на покрытие, комплексной диэлектрической проницаемостью слоев по- крытия и параметром, определяющим послойное содержание поглощающих наполнителей в покрытии.
Автор:  С. Р. Касимова
Ключевые слова:  электромагнитная волна, неотражающий поглотитель, система диэлектрик–ме- талл, покрытие
Стр:  821

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОМИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ И ГЕРМЕТИЗАЦИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
Изучено и установлено, что формирование омических контактов является одной из заключительных и наиболее ответственной операцией в технологическом процессе изготовления полупроводниковых пре- образователей температуры, поскольку от качества получения контактов зависит изменение характе- ристик прибора и его работоспособность в целом. Удельное сопротивление контакта экспоненциально зависит от отношения высоты потенциального барьера контакта к корню из концентрации легирования области, на которой формируется контакт. При N > 1017см–3 удельное контактное сопротивление ρ определяется в основном туннельными процессами и быстро уменьшается по мере повышения степени легирования. Поэтому для получения малых ρ необходима высокая степень легирования либо малая высота барьера hb. При изготовлении омических контактов также следует учитывать, что высота энергетиче- ского барьера hb очень чувствительна к термообработке образца до и после напыления
Автор:  А. Т. Рахманов, Г. Г. Бобоев
Ключевые слова:  полупроводник, омические контакты, монокристалл, легирование, удельное сопротив- ление, кремний, преобразователь, температура, напыление
Стр:  825

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОМИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ И ГЕРМЕТИЗАЦИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
Изучено и установлено, что формирование омических контактов является одной из заключительных и наиболее ответственной операцией в технологическом процессе изготовления полупроводниковых пре- образователей температуры, поскольку от качества получения контактов зависит изменение характе- ристик прибора и его работоспособность в целом. Удельное сопротивление контакта экспоненциально зависит от отношения высоты потенциального барьера контакта к корню из концентрации легирования области, на которой формируется контакт. При N > 1017см–3 удельное контактное сопротивление ρ определяется в основном туннельными процессами и быстро уменьшается по мере повышения степени легирования. Поэтому для получения малых ρ необходима высокая степень легирования либо малая высота барьера hb. При изготовлении омических контактов также следует учитывать, что высота энергетиче- ского барьера hb очень чувствительна к термообработке образца до и после напыления
Автор:  А. Т. Рахманов, Г. Г. Бобоев
Ключевые слова:  полупроводник, омические контакты, монокристалл, легирование, удельное сопротив- ление, кремний, преобразователь, температура, напыление
Стр:  825

ON THE FUNDAMENTAL AND PLANE WAVE SOLUTIONS OF THE EQUATIONS OF THE LORD–SHULMAN THEORY OF THERMOELASTICITY WITH MICROTEMPERATURES
The work deals with the fundamental solution of the equations of steady oscillations in the Lord–Shulman theory of thermoelasticity with microtemperatures recently proposed by Bazarra et al. (2020). In addition, the propagation of plane harmonic waves in an isotropic infinite thermoelastic medium under the Lord–Shulman theory of thermoelasticity with microtemperatures is studied. A dispersion relation is derived and obtained for three sets of coupled longitudinal waves. Characterizations of the wave profile, like phase velocity, penetration depth, and specific loss are examined numerically
Автор:  Satyam Sachan, Roushan Kumar, and Amit Kumar
Ключевые слова:  thermoelasticity, microtemperatures, fundamental solution, plane harmonic wave, Lord–Shulman thermoelasticity theory
Стр:  831

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ