ТОМ 93,

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ТРЕНИЯ В СИСТЕМЕ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ПРИ НЕВЫСОКИХ СКОРОСТЯХ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА
Для оценки эффективности метода тепловой диагностики трения в системе подшипников скольжения при скоростях вращения вала не более 2π рад/с сопоставлены значения моментов трения, полученные решением обратной задачи теплообмена и измерением датчиком серийной машины трения. Установлено, что согласование значений суммарного момента трения, полученных с помощью принципиально разных методов, находится в пределах 10–15%. Возможность метода тепловой диагностики определять отличающиеся моменты трения в каждом подшипнике обосновано восстановлением их одинаковых значений в условиях различия температурных полей в подшипниках.  
Автор:  Н. П. Старостин, Р. С. Тихонов
Ключевые слова:  полимерные подшипники, тепловая диагностика трения, момент трения, фрикционное теплообразование, система подшипников скольжения, теплопроводность
Стр:  539

МЕТОД РАСЧЕТА И СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛООБМЕННИКОВ С ИНТЕНСИФИКАЦИЕЙ ТЕПЛООБМЕНА РАЗЛИЧНЫМИ ХАОТИЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
Рассмотрен способ интенсификации процесса теплообмена за счет применения в каналах теплообменных аппаратов мелких хаотичных металлических элементов (насадок). Насадки обеспечивают переход от ламинарного режима течения теплоносителей к турбулентному и значительному повышению коэффициентов теплоотдачи (в 30–60 раз). Даны конструкции двух современных насадочных элементов и их технические характеристики, а также выражения для расчета коэффициентов гидравлического сопротивления и теплоотдачи. На основе применения модифицированного метода теплового числа единиц переноса получены выражения для расчетов длины труб и поверхности теплопередачи при использовании в аппаратах хаотичных насадок в качестве интенсификаторов процесса. Основными параметрами полученных выражений являются коэффициент теплопередачи и модифицированные числа Пекле (Боденштейна) с коэффициентами обратного перемешивания теплоносителей. Выполнена идентификация эмпирических коэффициентов при числах Пекле с применением диффузионной модели структуры потока теплоносителя. Полученные выражения позволяют учесть влияние обратного перемешивания теплоносителей на конструктивные характеристики теплообменника. Даны примеры расчетов теплообменников без интенсификаторов и с применением хаотичных насадок. Показано, что при теплообмене с различными средами габариты теплообменников снижаются в 20–25 раз. Особо актуально применение хаотичных насадок в теплообменниках со средами с повышенной вязкостью, поскольку насадки вызывают турбулентный режим течения теплоносителей.  
Автор:  Т. М. Фарахов , А. Г. Лаптев
Ключевые слова:  теплообмен, интенсификация, хаотичные элементы, метод расчета, гидравлическое сопротивление.
Стр:  548

ТЕРМОСИЛОВОЕ ЛОКАЛЬНОЕ НАГРУЖЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИ НЕЛИНЕЙНОЙ ТРЕХСЛОЙНОЙ КРУГОВОЙ ПЛАСТИНЫ
Рассмотрено воздействие теплового потока постоянной интенсивности на круговую трехслойную несимметричную по толщине пластину, находящуюся под действием осесимметричной локальной нагрузки. Температурное поле в пластине рассчитывалось по формуле, полученной при решении задачи теплопроводности с помощью усреднения теплофизических параметров по толщине пакета. Материалы слоев деформируются физически нелинейно. Для описания кинематики пакета приняты гипотезы ломаной нормали. В тонких несущих слоях справедливы гипотезы Кирхгофа. В несжимаемом по толщине относительно толстом заполнителе выполняется гипотеза о прямолинейности и несжимаемости деформированной нормали. Учитывается работа заполнителя в тангенциальном направлении. Приведена постановка соответствующей краевой задачи. Уравнения равновесия получены вариационным методом Лагранжа. Сформулированы граничные условия на контуре пластины. Решение краевой задачи сведено к нахождению трех искомых функций — прогиба, сдвига и радиального перемещения. Для этих функций выписана неоднородная система обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений. Для ее решения применен метод упругих решений Ильюшина. Итерационные аналитические решения получены в функциях Бесселя при круговой и кольцевой нагрузках. Проведены их параметрические анализы при различных локальных нагрузках и шарнирном опирании контура пластины. Численно исследовано влияние температуры и нелинейности материалов слоев на перемещения в пластине  
Автор:  Э. И. Старовойтов , Ю. М. Плескачевский , Д. В. Леоненко
Ключевые слова:  тепловой поток, физическая нелинейность, трехслойная круговая пластина, локальные нагрузки.
Стр:  554

ПОЛУЭМПИРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОНВЕКТИВНОЙ ТЕПЛООТДАЧИ ТУРБУЛЕНТНЫХ ГАЗОВ
На основе полуэмпирической гипотезы пристенной турбулентности Прандтля теоретически обоснована возможность постановки граничных условий на крупной сетке к уравнениям математической модели турбулентного движения и конвективной теплоотдачи газообразной среды. Показано, что результаты численного моделирования согласуются с экспериментальными данными по теплоотдаче воздуха и высокотемпературных газов в трубах.  
Автор:  В. А. Кузнецов
Ключевые слова:  математическая модель, теплоотдача газов, пограничный слой, турбулентность, полуэмпирическая гипотеза, адекватность
Стр:  565

ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ЦИЛИНДРА В ФОРМЕ УСЕЧЕННОГО КОНУСА
Приведены результаты экспериментальных исследований аэродинамических характеристик вращающегося цилиндра в форме усеченного конуса с гладкой и шероховатой поверхностью. Установлено, что переменность сечения вращающегося цилиндра в потоке воздуха в диапазоне изменения параметра конусности 0.25–0.35 обеспечивает уменьшение коэффициента лобового сопротивления при сохранении значений коэффициента подъемной силы. Результаты показали, что наличие шероховатой поверхности вращающегося цилиндра приводит к увеличению подъемной силы на 25–30%. Экспериментально определены условия, при которых эффект Магнуса способствует максимальному увеличению подъемной силы и, соответственно, увеличению эффективности вращения цилиндра в виде усеченного конуса.  
Автор:  Н. К. Танашева, Л. В. Чиркова, А. Н. Дюсембаева, К. К. Саденова
Ключевые слова:  усеченный конус, гладкая и шероховатая поверхности, лобовое сопротивление, подъемная сила, эффект Магнуса
Стр:  573

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСРЕДНЕННОГО ТЕЧЕНИЯ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА ПРИ ВАРЬИРОВАНИИ АМПЛИТУДЫ И ЧАСТОТЫ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Рассмотрено движение металлического расплава в неоднородном высокочастотном магнитном поле. Приведена система уравнений и граничных условий, описывающих диффузию магнитного поля и тепломассоперенос в расплаве в приближении Буссинеска с учетом джоулевого тепловыделения и действия объемных сил Лоренца. Показана корректность представленной математической модели. Рассчитаны распределения амплитуд магнитных полей вихревых токов, скоростей тепловых потоков и температур в расплаве для управляющих параметров его течения, определяемых частотой и амплитудой действующего на расплав переменного магнитного поля. Определены условия, в которых структура течения расплава полностью определяется параметрами этого поля и задача по определению тепломассопереноса в расплаве может быть сведена к расчету вынужденной конвекции расплава в поле силы Лоренца и поля температуры в расплаве при определенной скорости его течения.   
Автор:  И. Л. Никулин, А. В. Перминов
Ключевые слова:  индукционная плавка, электропроводящая жидкость, переменное магнитное поле, диффузия магнитного поля, индукционный ток, тепловая конвекция, вынужденная конвекция, приближение Буссинеска, сила Лоренца, течение расплава
Стр:  577

ВЛИЯНИЕ ЧИСЛА ГОМОХРОННОСТИ НА ТЕПЛООБМЕН И МАГНИТНУЮ ГИДРОДИНАМИКУ ЖИДКОСТИ В СФЕРИЧЕСКОМ СЛОЕ
Приведены результаты численного моделирования нестационарного теплообмена в электропроводной жидкости между двумя концентрическими изотермическими сферами. Исследовано влияние числа гомохронности жидкости на структуру ее течения, поля температуры и магнитной индукции и распределение локальных чисел Нуссельта в сферическом жидком слое.  
Автор:  С. В. Соловьев
Ключевые слова:  математическое моделирование, нестационарный конвективный теплообмен, число гомохронности, диссипация джоулева тепла, магнитная гидродинамика, сферический жидкий слой
Стр:  587

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КРИСТАЛЛОВ ЛЬДА С ПОВЕРХНОСТЬЮ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
Предложена физико-математическая модель движения несферических частиц в двухфазном потоке, позволяющая оценить влияние случайной ориентации этих частиц в потоке на площадь орошения им поверхности обтекаемого твердого тела. На основе развитой ранее эвристической модели рассчитаны коэффициенты восстановления компонент скорости кристаллов льда, сталкивающихся с поверхностью твердого тела в широкой области значений управляющих параметров процесса. Показано влияние начальной ориентации частиц в потоке на их траектории вблизи затупленного тела.  
Автор:  И. А. Амелюшкин, А. Л. Стасенко
Ключевые слова:  сфероиды, затупленное тело, поверхность орошения, коэффициент восстановления, рассеяние
Стр:  597

КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЙ В ЗОНЕ ДИСКОВЫХ И КОНИЧЕСКИХ СТАБИЛИЗАТОРОВ УДАРНИКОВ, МЕТАЕМЫХ ИЗ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Исследованы особенности отрывных течений, возникающих при использовании различных кольцевых щитков и конических стабилизаторов для обеспечения устойчивого полета на траектории стержневых ударников. Исследования проводились с использованием численных расчетов, весовых испытаний в сверхзвуковой аэродинамической трубе и баллистических испытаний артиллерийским методом. Получены данные о геометрии отрывных зон, определены значения аэродинамических коэффициентов, сделана оценка устойчивости конструкций на траектории, что подтверждено баллистическими испытаниями в реальных условиях. Анализ проведенных массовых экспериментов показал возможность использования исследуемых аэродинамических устройств для стабилизации ударников большого удлинения на малых дальностях в условиях высокого уровня возмущений.  
Автор:  В. М. Захаров, С. А. Афанасьева, К. В. Костюшин
Ключевые слова:  отрывные течения, стабилизатор, стержневой ударник, аэродинамические коэффициенты, устойчивость на траектории, скачок уплотнения, теневой спектр обтекания
Стр:  606

ФИЗИЧЕСКОЕ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ГАЗОВОЗДУШНЫХ СИСТЕМАХ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ
Известно, что на сегодняшний день двигатели внутреннего сгорания являются самыми распространенными источниками энергии среди тепловых двигателей. Поэтому совершенствование рабочих процессов, а также модернизация систем и элементов поршневых двигателей внутреннего сгорания с целью повышения их технико-экономических показателей является одной из актуальных задач в развитии мировой энергетики. В данной статье представлена новая информация о нестационарной газодинамике и локальной теплоотдаче пульсирующих потоков в газовоздушных трактах двигателей внутреннего сгорания, а также предложены способы совершенствования процессов во впускных и выпускных системах. Экспериментальные исследования проводились на натурных моделях одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с наддувом и без него. Описаны физические особенности пульсаций газовых потоков в газовоздушных трактах двигателей. Представлены расчетные и экспериментальные зависимости изменения мгновенной скорости и давления потока газа в газовоздушных трактах во времени. Особое внимание уделяется анализу интенсивности теплоотдачи в газовоздушных трактах разных конфигураций. Показано, что поперечное профилирование впускных и выпускных трубопроводов оказывает положительное влияние на технико-экономические показатели поршневых двигателей без наддува. Предложен способ снижения пульсаций давления и скорости газовых потоков (в среднем в 2 раза) во впускном трубопроводе двигателя внутреннего сгорания с наддувом, что приводит к повышению надежности двигателя в целом.  
Автор:  Л. В. Плотников, Б. П. Жилкин, Ю. М. Бродов
Ключевые слова:  поршневой двигатель, газовоздушные системы, турбонаддув, пульсирующие потоки, нестационарная газодинамика, локальная теплоотдача, совершенствование газообмена
Стр:  615

УСЛОВИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ НИЗОВЫХ, СМЕШАННЫХ И ВЕРХОВЫХ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЗАГРАДИТЕЛЬНОЙ ПОЛОСЫ
Проведен сравнительный анализ результатов экспериментальных исследований по определению необходимых и достаточных условий локализации распространения низовых, смешанных и верховых пожаров с применением водной заградительной полосы. Установлены рациональные объемы используемой воды, а также размеры заградительной полосы в виде увлажненного слоя лесного горючего материала перед фронтом горения. Проанализированы различные варианты локализации пламенного горения и термического разложения лесных горючих материалов в зависимости от воздействия на них воздушного потока (ветра).  
Автор:  А. О. Жданова, И. С. Войтков, Г. В. Кузнецов, И. Р. Хасанов, Н. Е. Шлегель, Н. П. Копылов
Ключевые слова:  низовые, верховые и смешанные лесные пожары, лесной горючий материал, очаг горения, заградительная полоса, подавление горения
Стр:  646

ЗАЖИГАНИЕ ЛЕСНЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ ГРУППОЙ КРИСТАЛЛИЗУЮЩИХСЯ ЧАСТИЦ МЕТАЛЛА
Выявлен физический механизм воспламенения слоя лесного горючего материала группой кристаллизующихся частиц достаточно малого размера (менее 3–4 мм). Приведены результаты статистической обработки периодов индукции зажигания первого и второго микрофакелов, а также начала роста очага возгорания. Сделаны выводы о вероятностной природе этого процесса и предложены рекомендации по разработке его математической модели.  
Автор:  Н. В. Барановский
Ключевые слова:  лесной горючий материал, зажигание, кристаллизующаяся металлическая частица, электрический разряд
Стр:  655

АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТОПЛИВ В АРТИЛЛЕРИЙСКИХ И СТРЕЛКОВЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ, ПОЛУЧЕННЫХ В УСЛОВИЯХ МОДЕЛЬНОЙ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
На основе экспериментально-теоретического подхода рассмотрен алгоритм моделирования поведения перспективных топлив в ствольных системах различного калибра. Представленный алгоритм позволяет провести предварительные исследования по возможности применения перспективных быстрогорящих топлив в уже имеющихся ствольных системах и в перспективных системах различного калибра и назначения. Оценивается возможный прирост дульной скорости метаемого тела за счет включения в метательный заряд перспективных топлив без проведения натурных испытаний  
Автор:  А. Н. Ищенко, В. В. Буркин, В. З. Касимов, А. С. Дьячковский, К. С. Рогаев, Н. М. Саморокова, А. И. Зыкова
Ключевые слова:  ствольные системы, перспективные топлива, присоединенный заряд, комбинированный заряд, моделирование выстрела
Стр:  661

МОДИФИКАЦИЯ ЦЕМЕНТНЫХ БЕТОНОВ ДОБАВКАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ НАНОРАЗМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Проведены экспериментальные исследования нескольких видов наноматериалов (нанокремнезем, наноуглерод) и сопоставление результатов их применения в цементных бетонах. Установлено, что характеристики цементных бетонов, модифицированных этими наноматериалами, зависят от их содержания в бетоне. Наилучшие результаты были получены с добавкой, в которой указанные наноматериалы использовались совместно.   
Автор:  С. А. Жданок, В. В. Потапов, Е. Н. Полонина, С. Н. Леонович
Ключевые слова:  водный золь нанокремнезема, углеродные нанотрубки, суперпластификатор, тяжелый бетон, прочность
Стр:  669

ОЦЕНКА ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА КАПЕЛЬ, ПОЛУЧАЕМЫХ В ЦЕНТРОБЕЖНОМ МАССООБМЕННОМ АППАРАТЕ
Рассмотрены основные механизмы дробления капель в системе "жидкость–жидкость" при течении пленки по рабочей поверхности ротора центробежного массообменного аппарата. Проведена теоретическая оценка размеров капель дисперсной фазы при отрыве пленки жидкости от рабочей поверхности ротора и ее попадании в тороидальный зазор между заборной трубкой и ротором аппарата. Установлено, что наибольшее влияние на формирование дисперсного состава эмульсии оказывают сдвиговые напряжения в жидкости, возникающие в тороидальном зазоре. Показано влияние скорости вращения ротора и расхода жидкости на дисперсный состав капель получаемой эмульсии. Экспериментально подтверждено хорошее согласование теоретических и экспериментальных данных.  
Автор:  А. А. Кухленко, М. С. Василишин, С. Е. Орлов, А. Г. Карпов, Д. Б. Иванова, О. С. Иванов, П. П. Иванов
Ключевые слова:  центробежный массообменный аппарат, эмульгирование, диаметр капель, диспергирование, сдвиговые напряжения, пленочное течение жидкости
Стр:  674

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ПАРОКИСЛОРОДНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ФИКСИРОВАННОМ СЛОЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Построена двумерная модель нестационарной парокислородной газификации твердого топлива в фиксированном слое, в которой учтены межфазный конвективный теплообмен, радиационно-кондуктивный теплоперенос твердой фазы, лучистый и кондуктивный теплообмен слоя со стенкой реактора, гетерогенные и гомогенные химические реакции, сила тяжести и сила аэродинамического сопротивления. Исследовано влияние параметров процесса на термохимическую переработку шубаркольского каменного длиннопламенного угля под давлением 3 МПа при соотношениях массовых долей компонентов парокислородной смеси H₂О/O₂ = 45/55, 40/60 и 72/28.  
Автор:  Б. Б. Рохман
Ключевые слова:  неподвижный слой, уголь, теплопроводность, теплообмен, парокислородная газификация, кондуктивный и радиационный теплообмен, температура, химические реакции
Стр:  685

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СТРУКТУРЫ ПИРОУГЛЕРОДА ОТ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ В ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОМ ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ
Одним из вариантов проектируемых ядерных реакторов, обладающих повышенной пассивной защитой, являются реакторы с микротвэлами и шаровыми твэлами. Одним из главных компонентов данного вида ядерного топлива является пироуглерод. Благодаря своим уникальным свойствам пироуглерод можно также использовать в различных областях науки и промышленности. На протяжении нескольких лет в Институте газа НАН Украины проводились исследования по получению пироуглеродных покрытий пиролизом углеводородных газов в реакторах с электротермическим псевдоожиженным слоем.   В настоящей статье на основе теоретических и экспериментальных данных освещена зависимость структуры пироуглеродного покрытия от параметров проведения процесса. Сопоставив экспериментальные данные с теоретическими, в зависимости от температуры и концентрации газообразного углеводорода структуру пироуглерода, который был осажден в электротермическом псевдоожиженном слое, можно разделить на три вида: ламинарную, изотропную и зернистую (капельную). Одними из факторов, которые влияют на процесс осаждения углерода, являются содержание примесей и точечный перегрев (катодные пятна). Примеси (в основном, соединения железа) могут выступать как катализатор, ускоряющий процесс образования нанотрубок и нановолокон. Контролируя температуру и состав исходного материала, можно получать определенные аллотропные модификации углерода с заданной структурой.  
Автор:  К. В. Семейко, S. S. Kustovskyi, С. В. Куприянчук, Р. Е. Чумак
Ключевые слова:  пироуглерод, электротермический псевдоожиженный слой, пиролиз, углеводородные газы.
Стр:  698

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАССИВНОГО РЕЖИМА ИСКУССТВЕННОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННОГО ПОРОДНОГО МАССИВА
Представлен итерационный вычислительный алгоритм оптимизации пассивного режима замораживания водонасыщенного породного массива, являющегося наиболее длительным и затратным этапом в процессе проходки шахтного ствола и установки крепи. Оптимизация выполняется путем решения обратной задачи определения теплового потока на границе замораживающей скважины в горизонтальном породном слое. Теплоперенос в породном слое рассматривается с учетом фазового перехода первого рода на основе задачи Стефана в двухмерной постановке. Разработанный алгоритм основан на принципе дескриптивной регуляризации и методе оптимизации скорейшего спуска. В алгоритме градиент целевого функционала и параметры оптимизации решения задачи определяются из решения сопряженной задачи и задачи для приращения температуры. С использованием предложенного алгоритма получены оптимальные режимы пассивного замораживания для породных слоев с различными теплофизическими характеристиками при разных начальных условиях.  
Автор:  М. С. Желнин, О. А. Плехов, Л. Ю. Левин
Ключевые слова:  замораживание грунтов, ледопородное ограждение, обратная задача Стефана, дескриптивная регуляризация, метод скорейшего спуска
Стр:  706

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ВЫСОТЫ БЛОКОВ ОРОСИТЕЛЕЙ ПРОТИВОТОЧНЫХ ГРАДИРЕН
Решена задача расчета тепловой эффективности по жидкой и газовой фазам в противоточной пленочной градирне. Из совместного решения уравнения теплового баланса и выражений для тепловых эффективностей градирни по жидкой и газовой фазам, установлено соотношение между эффективностями охлаждения воды и нагрева воздуха в блоках оросителей. При заданных температурном режиме охлаждения воды и термодинамическом состоянии влажного воздуха вычислялась тепловая эффективность по жидкой фазе, а затем из полученного соотношения определялась тепловая эффективность по газовой фазе, которая должна обеспечиваться блоками оросителей. Для расчета эффективности блоков оросителей использовалась ячеечная модель структуры потока. Получено выражение для вычисления высоты блоков при заданной эффективности по газовой фазе, конструктивных характеристик насадки и расходов воды и воздуха. Показано согласие с экспериментальными данными и дан алгоритм расчета.  
Автор:  А. Г. Лаптев, Е. А. Лаптева
Ключевые слова:  структура потока, регулярные насадки, пленочные градирни, тепловая эффективность
Стр:  715

ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО СЛОЯ В РЕАКТОРЕ ДЛЯ СОВМЕСТНОЙ ТОРРЕФИКАЦИИ ОТХОДОВ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ И БИОМАССЫ
Изучены гидродинамические характеристики перехода многокомпонентного слоя, состоящего из частиц угольного шлама и соломенных гранул, в псевдоожиженное состояние. Показано, что увеличение доли крупных частиц (гранул) в слое приводит к уменьшению его относительной высоты и амплитуды пульсаций перепада давления в нем, что способствует повышению степени конверсии протекающих в слое химических реакций. Доказана возможность оценки минимальной скорости псевдоожижения многокомпонентного слоя по зависимости среднеквадратичного отклонения пульсации перепада давления в нем от скорости воздуха, продуваемого через слой.  
Автор:  Р. Л. Исьемин, С. Н. Кузьмин, А. В. Михалев, О. Ю. Милованов, Д. В. Климов, А. В. Небываев, В. В. Хасхачих
Ключевые слова:  торрефикация, псевдоожижение, угольные шламы, биомасса, многокомпонентный слой
Стр:  773

ПОЛУПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ МЕТОДОМ ЕМКОСТНОЙ ДЕИОНИЗАЦИИ
Проведены исследования параметров CDI-опреснителя, работающего по схеме двустадийной деминерализации. Процесс опреснения проанализирован во взаимосвязи с электрофизическими измерениями. Продемонстрированы различные возможности эксплуатационной настройки режимов деминерализатора — рекуперация части энергии разряжаемой CDI-ячейки в заряжаемую, сокращение разрядного периода за счет приложения импульсов напряжения обратной полярности, повышения эффективности путем организации процедуры учета реального напряжения на рабочих электродах внутри CDI-ячейки. Указаны потенциальные возможности увеличения производительности опреснителя.  
Автор:  С. А. Жданок, А. С. Жданок, А. Г. Червяк, Е. А. Матвейчик, С. В. Шушков
Ключевые слова:  опреснение, солевой раствор, объемная деионизация, пористый электрод, сорбция ионов, степень опреснения, энергетическая эффективность.
Стр:  766

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУХФАЗНОГО ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ В ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА ПЕСЧАНИКА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ НАТЯЖЕНИЯХ
Проводится исследование влияния поверхностного натяжения на двухфазные течения дренирования в пористой среде. Вычислительные фильтрационные эксперименты проводятся в трехмерной цифровой микротомографической модели песчаника. Для моделирования двухфазных течений применяются решеточные уравнения Больцмана, явления на границе раздела фаз и эффекты смачивания описываются при помощи метода градиента цветового поля. Расчеты проводятся при одинаковой скорости нагнетания несмачивающего флюида и при соотношении вязкостей несмачивающей и смачивающей фаз 1:10. Получены результаты, согласно которым рост межфазного натяжения способствует увеличению эффективности вытеснения смачивающей жидкости, зафиксированной на момент прорыва нагнетаемой фазы, и уменьшению эффективности после ее прорыва. Выявлено, что отличительными особенностями течений с формированием капиллярных пальцев, возникающих при больших поверхностных натяжениях, являются ступенчатый характер перемещения переднего фронта и рост каналов вытеснения по направлениям, отличным от гидродинамического перепада давления. Показано, что межфазное натяжение является параметром, варьирование которого позволяет изменить тип двухфазного течения. Увеличение межфазного натяжения способствует переходу течения с формированием вязких пальцев к потоку с формированием капиллярных пальцев. Эффективность вытеснения смачивающей жидкости в переходной зоне кроссовера является наименьшей.  
Автор:  Т. Р. Закиров, М. Г. Храмченков
Ключевые слова:  двухфазные течения, поверхностное натяжение, цифровой керн, моделирование, решеточные уравнения Больцмана, капиллярные пальцы
Стр:  755

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТРУБ С РАВНОМЕРНОЙ СПЛОШНОЙ ШЕРОХОВАТОСТЬЮ РАЗЛИЧНОГО ПРОФИЛЯ
Представлены результаты экспериментального исследования гидравлического сопротивления течению воздуха в трубах с нарезанной метрической резьбой треугольного, прямоугольного и скругленного профилей. Высота профиля резьбы варьировалась от 0.25 до 1.25 мм. Выявлены условия наступления режима с полным проявлением шероховатости, когда коэффициент гидравлического сопротивления не зависит от числа Рейнольдса. Установлено, что наибольшим сопротивлением обладают трубы с резьбой прямоугольного профиля. Получены обобщающие соотношения для расчета зависимости коэффициента гидравлического сопротивления труб от относительной шероховатости их поверхности Δ– (0.008–0.055) и числа Рейнольдса (6000–250 000).  
Автор:  А. В. Злобин, С. Э. Тарасевич
Ключевые слова:  гидравлическое сопротивление, метрическая резьба, шероховатость
Стр:  748

О РЕАЛИЗАЦИИ ИДЕАЛЬНОГО МНОГОПОТОЧНОГО ТЕПЛООБМЕНА
Показано, что условия идеального теплообмена, в котором при заданных тепловой нагрузке и суммарном коэффициенте теплообмена производство энтропии в системе достигает своей нижней границы, могут быть реализованы в совокупности противоточных теплообменников при согласованном выборе температур и теплоемкостей потоков. Определены параметры потоков, распределение коэффициентов теплообмена и тепловых нагрузок между двухпоточными теплообменниками для ньютоновской кинетики. Получены значение минимальной диссипации и профиль распределения суммарного коэффициента теплообмена для случая, когда температурный профиль одного из потоков фиксирован.  
Автор:  А. М. Цирлин
Ключевые слова:  идеальный теплообмен, коэффициент теплообмена, энтропия, тепловые нагрузки, ньютоновская кинетика
Стр:  783

О ТЕПЛОВОМ РЕЖИМЕ ЗАЩИТНОГО ЗЕРНИСТОГО СЛОЯ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ
Выполнено численное решение двухтемпературной задачи о тепловом состоянии продуваемого зернистого слоя, являющегося тепловой защитой газораспределителя высокотемпературного кипящего слоя. Получено уравнение для коэффициента эффективности охлаждения газораспределителя. Показано, что со стороны кипящего слоя температура поверхности зернистого слоя не зависит от его теплопроводности и толщины  
Автор:  Ю. С. Теплицкий, Е. А. Пицуха, А. Р. Рослик
Ключевые слова:  кипящий слой, тепловая защита, неподвижный зернистый слой, газораспределитель, эффективность охлаждения
Стр:  793

ТЕПЛОВЛАГОПЕРЕНОС В НЕПОДВИЖНОМ ДИСПЕРСНОМ СЛОЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ЭНЕРГОПОДВОДЕ
 
Автор:  П. В. Акулич, Д. С. Слижук
Ключевые слова:  тепловлагоперенос в неподвижном слое, сушка растительных материалов, СВЧконвективная сушка
Стр:  800

ТРЕЩИНА ГРП В СРЕДЕ С ДВОЙНОЙ ПОРИСТОСТЬЮ
Исследуется двумерная связанная задача о медленных движениях жидкости в трещине гидроразрыва и вызванных этими движениями деформациях и фильтрации в пороупругой среде с двойной пористостью, которая имеет две составляющие — это собственно пористость и трещиноватость. Движения создаются закачкой жидкости в скважину. Течение внутри трещины описывается уравнениями гидродинамики в гидростатическом приближении. Устанавливается некоторая упорядоченная последовательность взаимозависимых геомеханических процессов, происходящих при гидроразрыве, в соответствии с принципом неполной связанности. В основном пространстве, окружающем трещину, движение жидкости происходит в пористой составляющей двухфазной среды. В пограничном слое доминирует движение в трещиноватой составляющей. В отличие от классической задачи с двойной пористостью в данном случае строго решается указанная задача с учетом упругих деформаций скелета. Режимы движения в основном объеме и в пограничном слое имеют принципиальные отличия, связанные с проницаемостью среды.  
Автор:  А. В. Каракин
Ключевые слова:  трещиноватость, пористость, пороупругость, двойная пористость, трещина гидроразрыва
Стр:  809

ТУРБУЛЕНТНАЯ МИГРАЦИЯ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ В ЭМУЛЬСИЯХ И СУСПЕНЗИЯХ В НАПОРНЫХ ГИДРОЦИКЛОНАХ
Рассмотрена математическая модель турбулентной миграции тонкодисперсных частиц в жидкой фазе гидроциклона. С применением двухслойной модели турбулентного пограничного слоя и коэффициента турбулентной диффузии частиц получено выражение для расчета коэффициента скорости переноса частиц из ядра потока к границе вязкого подслоя на стенке аппарата. На основе выражения для касательного напряжения на стенке, записанного с коэффициентом переноса импульса, получено уравнение для расчета средней окружной скорости в гидроциклоне. Основным параметром этих выражений является динамическая скорость, которая определяется на основе средней скорости диссипируемой энергии. Представлены результаты расчетов коэффициента переноса частиц, средней окружной скорости и эффективности сепарации частиц диаметром 6 мкм (частицы песка в нефти), проведено сравнение результатов с экспериментальными данными.  
Автор:  А. Г. Лаптев, М. М. Башаров, Е. А. Лаптева
Ключевые слова:  гидроциклон, турбулентная диффузия, коэффициенты переноса, эффективность сепарации
Стр:  819

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО АЭРОЗОЛЯ
Возможность интенсификации процессов в газодисперсных системах с различными размерами коагулируемых частиц и эффективность очистки воздуха зависит от характеристик поля, создаваемого электроосаждающими установками. Данная работа направлена на оптимизацию параметров электроосаждающих систем для увеличения скорости осаждения аэрозольного облака в воздушной среде. Теоретические и экспериментальные исследования ориентированы на совершенствование методов устранения вредных аэрозольных образований в воздушном пространстве с помощью воздействий внешних электростатических полей. Представлено экспериментальное исследование коагуляции и осаждения аэрозольных частиц посредством наведения внешних полей в замкнутом объеме с учетом различных технических параметров устройств для улавливания мелкодисперсных частиц разного рода. Для поиска дисперсных и концентрационных характеристик аэрозоля использован метод поиска решения в виде многопараметрической функции распределения частиц по размерам, реализованный в составе лазерного измерительного комплекса.  
Автор:  М. Ю. Степкина, О. Б. Кудряшова, А. А. Антонникова, А. А. Жирнов
Ключевые слова:  мелкодисперсный аэрозоль, скорость дрейфа, осаждение, коагуляция, критическое напряжение короны, многопараметрическая функция распределения
Стр:  825

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОПИТКИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ В СИЛОВОМ ПОЛЕ С УЧЕТОМ ДИФФУЗИИ ЗАЩЕМЛЕННЫХ ГАЗОВ
Показано, что неоднородное электрическое поле может оказывать заметное влияние на кинетику диффузионного капиллярного впитывания жидкостей в тонкие тупиковые капилляры, являющиеся моделью поровых структур. Результаты расчетов удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.   
Автор:  И. Н. Карпович
Ключевые слова:  цилиндрический тупиковый капилляр, столбик жидкости, диффузия газа, неоднородное электрическое поле, массоперенос, пористое тело.
Стр:  840

ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ РАССЛАИВАЮЩИХСЯ ПОЛИМЕРНЫХ РАСТВОРОВ В КАПЛЯХ МАЛОГО ОБЪЕМА
В рамках термодинамического подхода рассмотрены особенности фазовых равновесий и термической стабильности жидких полимерных растворов в системах малого объема. На примере расслаивающегося раствора олигомерных фракций полибутадиена и полистирола в грубодисперсных каплях различного объема с конфигурацией core–shell получены области термической стабильности различных гетерогенных состояний core–shell структуры, отличающихся составами core-фаз, и гомогенного состояния. Показано, что данные области температур существенно зависят от объема капли, при этом составы сосуществующих фаз в различных состояниях core–shell структуры отличаются. Уменьшение объема капли сопровождается существенным изменением взаимных растворимостей компонентов, а также понижением верхней критической температуры растворения и расширением области температур, в которой термодинамически устойчивыми являются растворы любого состава вплоть до эквимолярного.  
Автор:  А. В. Шишулин, В. Б. Федосеев
Ключевые слова:  дисперсные системы, размерный эффект, растворы полимеров, фазовые превращения, расслаивание раствора, метастабильные состояния
Стр:  831

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА ТЕРМОВЯЗКОЙ ПСЕВДОПЛАСТИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ СИСКО В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ
Исследовано течение закрученного потока термовязкой псевдопластической жидкости Сиско в цилиндрическом канале. Установлено, что при течении незакрученного потока псевдопластической жидкости в трубе в окрестности оси течения наблюдается значительный рост эффективной вязкости. Закрутка потока приводит к росту скоростей сдвиговых деформаций в приосевой части течения и уменьшению эффективной вязкости. В сильнозакрученном потоке вблизи стенки трубы, а также на границе рециркуляционной зоны происходит диссипативный разогрев потока, приводящий к уменьшению его эффективной вязкости. Интенсивность разогрева потока возрастает с увеличением интенсивности его закрутки (с ростом числа Россби).  
Автор:  О. В. Матвиенко, А. Е. Асеева
Ключевые слова:  реология, неньютоновская среда, термовязкая среда, псевдопластическая жидкость Сиско, теплообмен, закрученное течение, вязкая диссипация, вычислительная гидродинамика
Стр:  857

ИСКЛЮЧЕННЫЙ ОБЪЕМ В МИКРОРЕОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ СТРУКТУРИРОВАННЫХ СУСПЕНЗИЙ
Точное решение уравнений реологии, возможное для простейшего по структуре, слоистого двухфазного материала, используется как инструмент тестирования концепций и реологических уравнений, полученных на основе известных структурных моделей дисперсных систем и ранжирования моделей по мере учета в них эффекта исключенного объема. Рассмотрены особенности течения слоистых систем, в которых дисперсная фаза является сплошной непроницаемой средой, эластичным материалом и коагуляционной структурой, проницаемой для дисперсионной среды. С позиций модели течения слоистых систем трактуется наблюдаемый экспериментально режим течения, так называемое "плато напряжений", характерный для ламеллярных, жидкокристаллических структур и расплавов полимеров  
Автор:  Е. Е. Бибик, Е. В. Сивцов, В. Д. Родинова
Ключевые слова:  реология, вязкость, свободный объем, сдвиг, упруго-пластичность
Стр:  870

О ПОКАЗАТЕЛЕ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ГАЗА В УСЛОВИЯХ СИЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ НЕРАВНОВЕСНОСТИ
Проведен анализ влияния возбуждения внутренних степеней свободы молекул на показатель преломления (n – 1) в условиях сильной термической неравновесности на примере задачи о релаксации молекулярного азота и кислорода за фронтом сильной ударной волны. Показано, что как процессы колебательной релаксации, так и процессы электронно-поступательной релаксации и диссоциации могут оказывать существенное влияние на показатель преломления газа. Показано, что изменение показателя преломления в первую очередь происходит из-за изменения плотности газа в ходе протекания данных процессов. Также обнаружено, что незначительное, но заметное влияние (около 1–2% для n – 1) на показатель преломления оказывает изменение поляризуемости газа в результате изменения колебательных температур молекул смеси и за счет возбуждения электронных состояний и диссоциации исходных компонентов.  
Автор:  Б. И. Луховицкий, А. С. Шарипов, И. В. Арсентьев, В. В. Кузьмицкий, О. Г. Пенязьков
Ключевые слова:  термическая неравновесность, колебания молекул, электронно-возбужденные состояния, поляризуемость, показатель преломления, константа Гладстона–Дейла, оптическая диагностика потоков, кислород, азот
Стр:  882

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ СУПЕРКАВИТИРУЮЩИХ УДАРНИКОВ ПРИ ГРУППОВОМ ПУШЕЧНОМ СТАРТЕ
Работа посвящена экспериментально-теоретическому исследованию высокоскоростного движения группы суперкавитирующих кинетических ударников в воде. Разработана экспериментальная методика метания и проведены исследования высокоскоростного движения группы суперкавитирующих ударников на гидробаллистическом стенде и расчетная методика моделирования возможных отклонений движения ударников в воде при групповом старте. Получены экспериментальные данные о движении одного и двух суперкавитирующих ударников на начальном участке траектории при скоростях порядка 1200 м/с, которые служат начальными условиями для определения отклонений ударников от цели на дистанции до 100 м  
Автор:  А. Н. Ищенко, С. А. Афанасьева, С. С. Бондарчук, В. В. Буркин, А. С. Дьячковский, М. В. Хабибуллин, А. В. Чупашев
Ключевые слова:  вода, суперкавитирующий кинетический ударник, кавитатор, групповое метание, экспериментальное, математическое моделирование, гидробаллистическая трасса
Стр:  890

К РАСЧЕТУ ТЕЧЕНИЙ ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕД В ПОЛЕ МАССОВЫХ СИЛ
С использованием ранее предложенной автором обобщенно-равновесной модели газожидкостной смеси с помощью узлового метода характеристик, который обобщен на многомерный случай, рассчитывается растекание столба жидкости при наличии сил гравитации  
Автор:  В. С. Суров
Ключевые слова:  гравитация, гиперболическая модель среды, многомерный узловой метод характеристик
Стр:  911

ВЛИЯНИЕ ПОДАЧИ ВОДЫ В ТЕЛО СТРУИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ЕЕ ИСТЕЧЕНИИ В ЗАТОПЛЕННОЕ ПРОСТРАНСТВО
Сформулированы элементы однородного алгоритма численного моделирования термогазодинамических параметров вязкой двухфазной неравновесной химически-реагирующей неизобарической струи продуктов сгорания ракетного двигателя в рамках двухскоростной и двухтемпературной модели сплошной среды на основе уравнений "вязкого слоя" и "узкого канала". На основе численного расчета выявлены основные закономерности влияния подачи воды, смешения струи с воздухом и догорания высокотемпературной струи ракетного двигателя в кислороде воздуха на структуру течения, термогазодинамические и теплофизические параметры струи  
Автор:  В. И. Тимошенко
Ключевые слова:  вязкая двухфазная струя, продукты сгорания, впрыск воды, маршевые методы решения.
Стр:  918

ОСОБЕННОСТИ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ СТРУЙ ЖИДКОСТИ
Исследованы процессы в импульсном генераторе струй жидкости в акустическом и газодинамическом приближениях. В акустическом приближении рассматривалась задача одномерного движения жидкости в генераторе без учета движения поршня и истечения струи из генератора. В газодинамическом приближении численно решались задачи одномерного и осесимметричного движений жидкости в генераторе с учетом движения его поршня, истечения струи из него и кавитации жидкости в нем. Расчеты в одномерной постановке проводились с использованием метода потенциала, схемы с введением искусственной вязкости, метода Годунова и его модификаций. Проведено сравнение результатов расчетов по разным моделям движения жидкости, сделаны соответствующие выводы  
Автор:  А. Н. Семко, О. В. Казак
Ключевые слова:  импульсный генератор струй, сжимаемость жидкости, волновой процесс, кавитация, численное моделирование, пульсации скорости, истечение струи, жидкие диски
Стр:  926

ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ ПРОВОДИМОСТИ p n– 4H SiC Al - - 〈 〉 СТРУКТУР, ЛЕГИРОВАННЫХ АЛЮМИНИЕМ МЕТОДОМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДИФФУЗИИ
Исследована энергия активации проводимости p–i–n-4H-SiC структуры, созданной путем легирования карбида кремния алюминием, выполненного новым методом низкотемпературной диффузии, в котором диффузия алюминия в карбиде кремния стимулируется потоком вакансий углерода и кремния, создаваемым в результате окисления поверхности кремния.   
Автор:  Х. Н. Жураев, А. Юсупов, А. Г. Гулямов, М. У. Хажиев, Д. Ш. Саидов, Н. Б. Адилов
Ключевые слова:  4H-SiC, p–n-переход, низкотемпературная диффузия, энергия активации
Стр:  1072

ОБРАЗОВАНИЕ ЛЬДА И ПЛЕНОЧНОЕ ТЕЧЕНИЕ ВОДЫ НА ВЕРТИКАЛЬНЫХ И ОТКЛОНЕННЫХ НАСАДКАХ
Представлены результаты исследований образования льда на вертикальных и наклонных насадках из корда (шнура) диаметром 2 и 5 мм или проволоки. Вода распылялась вращающимся диском на стенки трубы диаметром 200 мм, где охлаждалась и без специальных распределительных устройств попадала на кордовые насадки. На насадках появлялись периодические выступы и впадины, как и при формировании сосулек. Наличие корда позволяло получать длинные сталактиты в противоположность сосулькам, которые растут при замерзании их кончика и прекращают свой рост при больших плотностях орошения. На нижней части насадок, расположенных с наклоном 20–25^о , формировался зубчатый лед без отрыва капель и сосулек. Рассчитаны толщины пленок воды и коэффициенты теплоотдачи при поперечном обтекании насадок воздухом. Получено хорошее согласие результатов расчетов с соответствующими экспериментальными данными  
Автор:  И. И. Пуховой
Ключевые слова:  кордовые насадки, пленки воды, теплоотдача, образование льда, аккумулирование льда, вентиляция, тепловые насосы
Стр:  1066

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ СЕЛЕКТИВНЫЙ АБСОРБЕР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ИЗ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО КАРБОНИЗОВАННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Приведены результаты исследования поглощающей способности карбонизованного растительного материала из рисовой шелухи по отношению к солнечному излучению. Показано, что абсорбер на основе выщелаченной карбонизованной рисовой шелухи имеет более высокую поглощающую способность солнечной энергии по сравнению с абсорбером на основе карбонизованных абрикосовых косточек с покрытием фирмы Априкус (Apricus) и промышленного покрытия производства Китая. Представлены результаты исследования физико-химических свойств карбонизованной рисовой шелухи. Показано, что в исходном невыщелаченном порошке рисовой шелухи содержание углерода составляет 82.3%, а после выщелачивания процент содержания углерода возрастает до 93.3%. По результатам БЭТ анализа установлено, что выщелаченная рисовая шелуха имеет более развитую удельную поверхность (447–641 м² /г) и более высокий удельный объем пор (0.27–0.392 см³ /г) по сравнению с невыщелаченной (127–160 м² /г и 0.054–0.127 см³ /г соответственно). Преимущество рассматриваемых углеродных материалов на основе растительного сырья по сравнению с существующими покрытиями заключается в их пористой структуре. Полости, как известно, представляют модель абсолютно черного тела, что является решающим фактором при применении материла в качестве абсорбента, и одновременно пористая структура обладает теплоизолирующим свойством.    
Автор:  Н. Г. Приходько, Г. Т. Смагулова, М. Нажипкызы, Н. Б. Рахымжан, Т. С. Темиргалиева, Б. Т. Лесбаев, А. А. Захидов, А. Мансуров
Ключевые слова:  карбонизованная рисовая шелуха, абсорбер солнечной энергии, углеродный материал, солнечный коллектор, эффективность поглощения солнечной энергии
Стр:  1056

ПРОЧНОСТЬ НАНОФИБРОБЕТОНА НА РАСТЯЖЕНИЕ
Приведены результаты испытаний нанофибробетонных образцов-балочек на прочность на осевое растяжение, на растяжение при раскалывании и на сжатие. За основу были взяты бетонные матрицы, охватывающие широкий спектр используемых в строительстве классов бетонов по прочности на сжатие. В состав бетонной матрицы вводилась фибра макроуровня (стальная или полимерная) или наноуровня (углеродные нанотрубки). Зафиксировано увеличение прочности нанофибробетонных образцов на осевое растяжение до 80% и на растяжение при раскалывании до 145%. Получены диаграммы деформирования образцов при осевом растяжении.  
Автор:  Е. А. Садовская, С. Н. Леонович, С. А. Жданок, Е. Н. Полонина
Ключевые слова:  наноструктурированный углерод, нанотрубки, фибра, нанофибробетон, прочность на осевое растяжение, раскалывание и сжатие
Стр:  1051

ОРАНИЕ МИКРОЧАСТИЦ УГЛЯ В АТМОСФЕРЕ ВОЗДУХА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ВОСПЛАМЕНЕНИЕ МЕТАНА
Исследовано самовозгорание угольных микрочастиц фракций 1–20 мкм и 20–32 мкм в воздухе и воспламенение угольных микрочастиц фракции 20–32 мкм в атмосфере смеси метана и воздуха на установке быстрого сжатия в диапазоне температур 700–1100 K. Бесконтактное измерение температуры частиц после самовозгорания показало, что она достигает значений 2500 ± 200 K и существенно превышает температуру газа в конце такта сжатия. Установлено, что горящие микрочастицы являются локальными источниками очагового зажигания стехиометрической метановоздушной смеси при температурах ниже 1400 K и что воспламенение газовой фазы происходит в окрестности горящих микрочастиц и носит очаговый характер. Определены предельные температуры возгорания угольных частиц в воздухе без метана и при его наличии. Показано, что измеренные задержки зажигания метана угольными микрочастицами совпадают с данными для чистой метановоздушной смеси при тех же условиях ее воспламенения в пределах погрешности измерений.  
Автор:  В. В. Лещевич, О. Г. Пенязьков, С. Ю. Шимченко
Ключевые слова:  воспламенение, гибридная смесь, метан, микрочастицы угля, установка быстрого сжатия.
Стр:  1041

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ГОРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПРИРОДНЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ТЕРМОГРАФИИ
Представлены результаты экспериментального исследования параметров горения торфа и древесины с использованием термографии. Определен механизм распространения тления по поверхности торфа. Получено поле температуры на поверхности торфа при его горении под воздействии локального источника тепла и проведена оценка скорости распространения фронта тления торфа. С использованием метода ИК-диагностики получены распределения температуры на поверхности образцов древесины, подверженной тепловому воздействию в условиях низового лесного пожара, обработанных и необработанных огнезащитным составом.  
Автор:  М. В. Агафонцев, Д. П. Касымов
Ключевые слова:  термография, древесина, огнезащитный состав, горение, торф.
Стр:  1035

ЕДИНСТВЕННОСТЬ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ИДЕНТИФИКАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛООБМЕНА С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
Выполнен анализ проблемы идентификации математических моделей теплообмена с сосредоточенными параметрами, имеющих неединственное решение. Исследована возможность условного восстановления единственности решения такой задачи с использованием дополнительных условий отбора решений в виде линейно независимых временных функций температуры, которые могут быть получены в одном эксперименте при соответствующем планировании. Рассмотрена применимость методов итерационной регуляризации с векторным параметром регуляризации для идентификации полного набора функций матрицы теплового состояния математических моделей с сосредоточенными параметрами. На основе вычислительных экспериментов, продемонстрированы возможности вариационного принципа отбора решений для условно корректных задач идентификации  
Автор:  А. Г. Викулов, А. В. Ненарокомов
Ключевые слова:  математические модели, обратные задачи, идентификация, единственность и устойчивость решения, регуляризация, вариационный метод, теплообмен
Стр:  956

КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ. 1. КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИЗВЕСТНОГО ПОДХОДА
С целью разработки нового высокоточного комбинированного метода разделения переменных, позволяющего эффективно применять метод дифференциальных трансформаций в совокупности с методом взвешенных невязок, на примере рассмотрения задач нестационарной теплопроводности для неограниченной пластины, неограниченного цилиндра и шара с граничным условием первого рода проведен критический анализ известного подхода, основанного на совместном применении метода разделения переменных Фурье, метода дифференциальных преобразований и метода взвешенных невязок. Показано, что расчетная схема, основанная на этом подходе, имеет очень низкую аппроксимационную точность, особенно в случае ее применения для тел цилиндрической и сферической симметрий. Раскрыты основные причины низкой точности решений, получаемых по данной схеме.  
Автор:  В. А. Кот
Ключевые слова:  уравнение теплопроводности, краевая задача, метод разделения переменных, метод взвешенных невязок, собственные значения, собственные функции, метод дифференциальных преобразований
Стр:  977

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ПЛОСКИХ ТЕПЛООТВОДЯЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ПЛАСТИНЧАТЫМ ОРЕБРЕНИЕМ
Экспериментально исследована теплоотдача перспективных теплоотводящих поверхностей с пластинчато-разрезным оребрением, предназначенных для использования при воздушном охлаждении теплонагруженных радио- и микроэлектронных устройств в режиме вынужденной конвекции. Показано влияние глубины разрезки ребер и угла поворота их разрезанных частей по отношению к направлению охлаждающего потока на интенсивность теплообмена оребренной поверхности. Установлено, что наибольший интенсифицирующий эффект наблюдается при относительной глубине разрезки ребер 0.6, что приводит к увеличению интенсивности теплоотдачи на 20–25%. Поворот разрезных частей ребер приводит к росту теплоотдачи на 50–60% по сравнению с традиционными пластинчато-ребристыми поверхностями. Предложены усовершенствованные критериальные уравнения для расчета средней теплоотдачи поверхностей с пластинчато-разрезным оребрением в условиях вынужденной конвекции в диапазоне изменения чисел Рейнольдса от 2000 до 10 000. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании новых систем охлаждения радио- и микроэлектронных средств.  
Автор:  А. В. Баранюк, В. А. Рогачев, Ю. В. Жукова , А. М. Терех, А. И. Руденко
Ключевые слова:  радиатор, теплоотводящая поверхность, оребрение, конвективный теплообмен, эксперимент
Стр:  996

НАПРЯЖЕНИЯ В ШТАБЕЛЕ ИЗ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В ПРОЦЕССЕ СУШКИ В КОНВЕКТИВНОЙ СУШИЛКЕ
Представлен численный расчет трехмерного напряженно-деформированного состояния штабеля пиломатериалов в процессе сушки в конвективной сушильной установке. Решение получено с помощью программного комплекса ANSYS, позволяющего разрабатывать и визуализировать трехмерные геометрические конструкции. Результаты работы могут быть использованы для проведения вычислительных экспериментов по сушке материалов в камерах, при разработке режимов сушки пиломатериалов в штабеле на основе анализа их напряженно-деформированного состояния и для проектирования сушильных установок  
Автор:  В. А. Сычевский
Ключевые слова:  конвективная сушильная установка, штабель из пиломатериалов, численный расчет, вычислительный эксперимент
Стр:  1008

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ИНТЕНСИФИКАЦИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПЛАЗМЕННОГО СИНТЕЗА КЕРАМИКОПОДОБНЫХ ПОКРЫТИЙ ВЕНТИЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ
Предложен метод ультразвуковой интенсификации анодно-катодных взаимодействий при формировании в водно-щелочных электролитах керамикоподобных покрытий на поверхности вентильных металлов в процессе низкотемпературного плазменного синтеза. Разработан алгоритм направленного влияния высокоэнергетических полей на особенности и скорость химических реакций на границе раздела электролит– металл–покрытие посредством изменения состояния раствора ультразвуковыми импульсами в процессе анодного микродугового оксидирования. Выяснен механизм, определены характер и степень воздействия предложенной интенсификации на динамику роста покрытия в условиях низкотемпературной плазмы в жидкой среде. Показано, что механическая (ультразвуковая) активация электролита обусловливает интенсификацию процесса переноса носителей заряда, которые прежде всего являются ионами электролита. Описаны методики и оборудование, с помощью которого фиксировали величины формируемого в различных условиях ультразвукового сигнала. Выяснена природа более интенсивного нарастания толщины керамикоподобного покрытия при сниженных энергозатратах на его образование, что объясняется появлением в электролите при его ультразвуковой активации большого количества высокочастотных затухающих колебаний нерегулярной формы с высокой амплитудой по току (от 5 А и выше), что можно объяснить возникновением синергетического эффекта  
Автор:  Н. М. Чигринова, В. Е. Чигринов
Ключевые слова:  ультразвуковая интенсификация, высокочастотные затухающие колебания нерегулярной формы, осциллограммы, развертка
Стр:  1016

УТИЛИЗАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В ПЛАЗМЕННОМ РЕАКТОРЕ
Выполнены термодинамические расчеты и эксперименты по плазменной газификации древесных отходов. На основе верифицированной универсальной программы термодинамических расчетов TERRA выполнен численный эксперимент по плазменной утилизации сельскохозяйственных отходов. Вредные примеси в продуктах плазменной утилизации органических отходов не обнаружены.  
Автор:  В. Е. Мессерле, А. Л. Моссэ, А. Б. Устименко, Н. А. Славинская, Ж. Ж. Ситдиков
Ключевые слова:  органические отходы, древесные отходы, сельскохозяйственные отходы, плазменная переработка, плазменный реактор
Стр:  1023

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ