ТОМ 84,
РАСЧЕТ РАВНОВЕСНОГО СОСТАВА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ МЕТОДОМ МАКСИМИЗАЦИИ ЭНТРОПИИ
Изложен алгоритм расчета химического равновесия на основе принципа максимума энтропии. Метод распространяется на многокомпонентные гетерогенные термодинамические системы. Полученная модель универсальна и может быть применена для широкого круга высокотемпературных процессов, в том числе при горении альтернативных топлив в тепловых машинах различного типа. На основе построенного алгоритма для различных начальных условий проведены расчеты равновесного состава продуктов сгорания водородсодержащих топлив.
Автор:
М. С. Ассад, О. Г. Пенязьков, С. Г. Скобля
Ключевые слова:
термодинамическая система, равновесие, энтропия, продукты сгорания, тепловой двигатель, водородсодержащие топлива.
Стр:
13
РАССЕЯНИЕ СВЕТА НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД
<pre>Рассчитаны коэффициенты диффузного отражения и пропускания света гладкими френелевскими границами оптически толстого слоя, освещенными рассеянным излучением. Изучено влияние поглощения на угловые диаграммы света у границ. Выполнен анализ асимптотических формул переноса излучения в среде с отражающими границами и оценены пределы их применимости. Методами геометрической оптики рассчитаны коэффициенты отражения направленного и диффузного излучения от шероховатой поверхности. Полученные результаты могут найти применение в различных областях науки и техники, в частности для оптической диагностики биологических тканей.</pre>
Автор:
А. П. Иванов, В. В. Барун
Ключевые слова:
диффузное и зеркальное отражение, коэффициенты отражения, пропускания и яркости, микроплощадки поверхности, диагностика.
Стр:
22
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УДАРНО-ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ИМПУЛЬСНОЙ ИОНИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ КАНАЛА В УДАРНОЙ ТРУБЕ
Исследовано взаимодействие ударной волны и потока за ней с плазмой, создаваемой поверхностным электрическим разрядом в ударной трубе.
Автор:
И. А. Знаменская, И. В. Мурсенкова, Н. Н. Сысоев
Ключевые слова:
газодинамический поток, импульсный разряд, ударная волна, плазменный лист.
Стр:
32
ИССЛЕДОВАНИЕ УДАРНО-ВОЛНОВЫХ ЯВЛЕНИЙ В КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ
Представлен комплексный экспериментально-теоретический подход к исследованию и разработке высокоэнергетических и композиционных материалов для условий высокоскоростного метания и взаимодействия с применением нанотехнологий. Получены данные о характере высокоскоростного взаимодействия ударников, изготовленных из вольфрамовых композитов по разной технологии, со стальной преградой. Разработан наноструктурированный материал на основе меди с повышенными прочностными характеристиками. Исследованы и реализованы условия повышения дульной скорости ствольной метательной установки за счет применения нанокомпозитных топлив. Разработан расчетно-экспериментальный метод исследования процессов высоко-скоростного соударения тел.
Автор:
С. А. Афанасьева, Н. Н. Белов, Ю. А. Бирюков, В. В. Буркин, В. М. Захаров, А. Н. Ищенко, А. В. Скосырский, А. Н. Табаченко, И. Е. Хорев, Н. Т. Югов
Ключевые слова:
композиционные материалы, высокоскоростное метание, ударно-волновое нагружение, пробивная способность ударников.
Стр:
47
ХИМИЧЕСКИЙ КИСЛОРОД-ЙОДНЫЙ ЛАЗЕР: АЭРООПТИКА И ГАЗОДИНАМИКА
Исследовано взаимодействие регулярных и нерегулярных структур - систем ударных волн, волн разряжения, турбулентных слоев - в химическом кислород-йодном лазере.
Автор:
А. С. Борейшо, В. М. Мальков, А. В. Савин
Ключевые слова:
сверхзвуковые химические лазеры, газовая динамика, аэродинамика, аэрооптические проблемы.
Стр:
57
НОВЫЕ МОДЕЛИ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД
Рассматриваются возможные пути перехода от традиционных моделей механики сплошных сред к моделям нового поколения на примере модели многокомпонентной среды.
Автор:
В. Ф. Куропатенко
Ключевые слова:
законы сохранения, сплошная среда, дифференциальные уравнения, смесь, компонент, концентрация, взаимодействие компонентов, частицы.
Стр:
74
КИНЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПЛАЗМЕ, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ ГОРЕНИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ
Проведен анализ основных кинетических процессов, ответственных за образование ионов, электронов, заряженных и нейтральных углеродных кластеров и частиц нанометрового размера при горении углеводородных топлив. Показано, что образование полидисперсного ансамбля положительно и отрицательно заряженных частиц обусловлено в основном прилипанием ионов к первичным кластерам и вторично образованным частицам, а также коагуляцией частиц. При этом необходимо учитывать не только кулоновское, но также ван-дер-ваальсово и поляризационное взаимодействие между частицами. Рассмотрены особенности осаждения полярных молекул на заряженных частицах.
Автор:
А. М. Старик, А. М. Савельев, Н. С. Титова
Ключевые слова:
емоионизация, коалесценция, коагуляция, химическая конденсация, агрегация, термоэлектронная эмиссия.
Стр:
93
ОБРАЗОВАНИЕ САЖИ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ, ФУЛЛЕРЕНОВ И УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК ПРИ ГОРЕНИИ УГЛЕВОДОРОДА
80-летний юбилей академика, Лауреата Ленинской премии Рема Ивановича Солоухина - знаменательное событие для научного сообщества исследователей процессов горения и детонации. Им разработаны оригинальные газодинамические лазерные системы на основе селективного теплового возбуждения и смешения в сверхзвуковом потоке: созданы эффективные схемы мощных проточных лазеров конвективного типа с электрическим возбуждением и химических лазеров, инициируемых электронным пучком. Он предложил методы измерения быстро меняющихся давления, плотности, температуры и других параметров процессов в ударных волнах.
Заместитель главного редактора журнала "Физика горения и взрыва", профессор Новосибирского университета Р. И. Солоухин воспитал целую плеяду докторов и кандидатов наук. Его фундаментальные исследования являются основой развития новых направлений физики горения и взрыва.
Проведен обзор работ, опубликованных в последние годы по сажеобразованию при горении углеводородов. Рассмотрены феноменология, кинетика и механизм сажеобразования, влияние различных факторов на образование полициклических ароматических углеводородов, фуллеренов, углеродных нанотрубок и сажи, а также низкотемпературное холоднопламенное сажеобразование, горение в электрическом поле и парамагнетизм сажевых частиц с точки зрения экологии.
Автор:
З. А. Мансуров
Ключевые слова:
сажеобразование, полициклические ароматические углеводороды, горение, наноуглеродные трубки.
Стр:
116
К ТЕОРИИ ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА С УЧЕТОМ ЭФФЕКТОВ ПЕРЕМЕЖАЕМОСТИ
Предложена новая точка зрения на механизм турбулентного тепло- и массопереноса, разработаны математический аппарат статистической теории и метод построения математических моделей в условиях перемежаемости динамических и скалярных полей неоднородного турбулентного течения. Для апробации метода построена модель турбулентной осесимметричной струи и рассчитаны условные и полные средние ее основных статистических характеристик. Показано, что причиной "различного механизма" турбулентного переноса импульса, тепла и вещества является перемежаемость несовпадающих между собой динамических и скалярных полей турбулентного течения. Выведено уравнение для условной функции плотности распределения вероятностей концентрации пассивной примеси и приведено его решение для осесимметричной струи в области с сильной перемежаемостью. Хорошее соответствие проведенных расчетов с опытными данными подтверждает принятую концепцию механизма переноса.
Автор:
Ю. В. Нужнов
Ключевые слова:
турбулентность, тепло- и массоперенос, статистическая теория, математическое моделирование, функция плотности распределения вероятностей.
Стр:
150
СТРУКТУРА ТЕЧЕНИЯ ПОТОКА АКТИВНОЙ СРЕДЫ HF-ЛАЗЕРА С СОПЛОВЫМ БЛОКОМ РАДИАЛЬНОГО РАСШИРЕНИЯ
В эксперименте измерены газодинамические характеристики потока активной среды, а также энергетические и спектральные характеристики излучения, генерируемого непрерывным химическим HF-лазером с сопловым блоком радиального расширения. На основе анализа результатов измерений выявлена структура течения потока активной среды, сформированной по схеме смешения реагентов "сопло-инжектор". Показано, что в процесс генерации излучения оказывается вовлеченной лишь часть активной среды. Предложены меры по повышению эффективности ее использования.
Автор:
И. А. Федоров
Ключевые слова:
поток активной среды, сопловый блок радиального расширения, схема смешения реагентов "сопло-инжектор".
Стр:
160
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ВЗРЫВА
Рассмотрены гидродинамические и радиационные процессы, сопровождающие взрывы химических взрывчатых веществ и топливно-воздушных смесей. Выполнено компьютерное моделирование излучения огненного шара взрыва и факела диффузионного горения углеводородного топлива. Определены зависимости плотности теплового потока из области, занятой продуктами взрыва и горения, от ее температуры и геометрических характеристик. Получены распределения тепловых нагрузок на мишенях различной ориентации в окрестности зоны энерговыделения. Проведено сравнение тепловых параметров на приемниках излучения с критериями теплового поражения людей и воспламенения горючих материалов.
Автор:
К. Л. Степанов, Л. К. Станчиц, Ю. А. Станкевич
Ключевые слова:
взрыв, ударная волна, огненный шар, тепловое излучение, облученность мишеней.
Стр:
168
ВЛИЯНИЕ МОДЕЛЕЙ МИКРОСМЕШЕНИЯ НА РАСЧЕТ ОСРЕДНЕННОЙ СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ
На основе метода статистических моментов для расчета гидродинамических характеристик потока и функции плотности распределения вероятности коэффициента смеси в нем с целью определения корреляций, ответственных за химическое реагирование, разработана модель смешения с химическим реагированием в однородном и изотропном турбулентном потоке. Проводится сопоставление многозонной модели и моделей микросмешения (модель средне-квадратичного приближения и модель Ланжевена), используемых для построения уравнений для функции плотности распределения вероятности, для выяснения их влияния на расчет осредненной скорости химической реакции.
Автор:
А. Д. Чорный
Стр:
194
ЭЛЕКТРОВИХРЕВОЕ ДВИЖЕНИЕ РАСПЛАВА В ПЕЧАХ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОДОВЫМ ЭЛЕКТРОДОМ
Оценивается влияние силы Лоренца на возникновение электровихревого движения расплава металла в электросталеплавильных печах постоянного тока с подовым электродом. Движение расплава металла описывается уравнениями магнитной гидродинамики для изотермической жидкости, которые решаются методом конечных элементов. Численное решение сравнивается с теоретическими и экспериментальными данными других авторов. Из анализа полученных результатов делаются выводы о существенном влиянии силы Лоренца на возникновение вихревого движения расплава.
Автор:
О. В. Казак, А. Н. Семко
Ключевые слова:
сила Лоренца, электровихревые течения, численное моделирование, электросталеплавильные печи постоянного тока.
Стр:
209
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА СБРОСА ДАВЛЕНИЯ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОСЦИЛЛИРУЮЩЕЙ СУШКЕ КРУПНОМЕРНОЙ ДРЕВЕСИНЫ
Представлены результаты экспериментальных исследований ускоренной сушки древесины сосны (столбов, опор, деталей строительных конструкций и др.) диаметром до 0.2 м. Время тепловой обработки в осциллирующем режиме сброса давления составило от 8 до 35 ч в зависимости от параметров древесины, ее начальной и конечной влажностей. Достигнуто удовлетворительное качество сушки.
Автор:
В. П. Кожин, Н. М. Горбачев
Стр:
223
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЕПАРАЦИИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ В ГИДРОЦИКЛОНЕ ПРИ ОЧИСТКЕ ВЯЗКОПЛАСТИЧЕСКИХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
На основе уравнений реодинамики проведено численное исследование структуры течения вязкопластической жидкости и сепарации дисперсной фазы в гидроциклоне. Представленная математическая модель позволяет рассчитать показатели разделения и поля скоростей, давления и концентраций частиц в аппарате.
Автор:
О. В. Матвиенко, Е. В. Евтюшкин
Ключевые слова:
гидроциклон, сепарация, вязкопластическая жидкость, математическое моделирование, многофазные потоки.
Стр:
230
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОПОДГОТОВКИ И ГОРЕНИЯ УГОЛЬНОЙ ЧАСТИЦЫ. II. СТАДИЯ СУШКИ
Настоящая публикация является продолжением статьи, в которой с помощью математического моделирования подробно изучен режим радиационно-конвективного прогрева угольной частицы, и посвящена анализу стадии сушки угля, весьма важной в общей картине его горения. Процесс сушки угля формулируется как нелинейная задача Стефана с подвижной границей фазового превращения жидкость-пар. Скорость и время сушки частицы угля, температурное распределение внутри частицы и иные параметры процесса найдены приближенно-аналитически в зависимости от режима теплоподвода. Проведен параметрический анализ влияния физических и режимных факторов на динамику сушки как неотъем-лемого этапа термической подготовки топлива к его воспламенению и горению.
Автор:
Х. Энхжаргал, В. В. Саломатов
Ключевые слова:
уголь, горение, прогрев, сушка, сжигание, коксовый остаток, математическая модель, испарение.
Стр:
239
УРАВНЕНИЯ КИНЕТИКИ ДРОБЛЕНИЯ КАПЛИ В СКОРОСТНОМ ПОТОКЕ ГАЗА
Для условий высокоскоростного газового потока в рамках модели квазинепрерывного дробления капли механизмом градиентной неустойчивости получено дифференциальное уравнение потери массы. В приближении сферичности капли найдены закон изменения ее массы, который зависит от ускорения капли газовым потоком, а также условия и время полного разрушения капли. Получено дифференциальное уравнение для количества сорванных капелек. В случае равенства темпов диспергирования и релаксационного выравнивания скоростей капли и газового потока найдены функции распределения количества и массы сорванных капелек по размерам, а также значения модального радиуса и общего количества сорванных капелек.
Автор:
А. Г. Гирин
Ключевые слова:
градиентная неустойчивость, диспергирование, уравнение кинетики, закон изменения массы, распределение капелек по размерам.
Стр:
248
О НЕКОТОРЫХ РЕЖИМАХ ДРЕЙФА ВКЛЮЧЕНИЙ В АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЯХ
Аналитическими методами исследуется дрейф включения в акустических полях. Получена формула для суммарной силы, действующей на сферическое включение с учетом сжимаемости несущей фазы и включения. Выведена формула для частоты, при переходе через которую суммарная сила меняет направление. Уточнена ранее предложенная авторами диаграмма направления суммарной силы.
Автор:
Д. А. Губайдуллин, П. П. Осипов
Ключевые слова:
дрейф частицы, силы в акустических волновых полях.
Стр:
255
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ ОКАЛИНЫ ПРОДУКТАМИ КОНВЕРСИИ МЕТАНА В ПЛАЗМЕННОЙ СТРУЕ. I. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Проведено термодинамическое моделирование восстановления железной окалины (отхода металлургического и машиностроительного производства) продуктами неполной конверсии метана в кислороде для разработки процесса получения железного порошка с использованием плазменной струи. Рассчитан равновесный состав газовой фазы и конденсированных продуктов взаимодействия при различных температурах и исходных составах восстанавливающей среды. Определены оптимальные параметры процесса, обеспечивающие восстановление окалины до чистого железа: температурная область, соотношение метан/кислород в газовой среде, массовое соотношение окалина/газовая смесь.
Автор:
Б. Б. Хина, П. С. Гринчук
Ключевые слова:
оксид железа, восстановление окалины, термодинамическое моделирование.
Стр:
263
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЭЖЕКЦИОННОЙ ГРАДИРНИ И СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ
Предложена математическая модель для теплового расчета эжекционной градирни. Получены новые данные о влиянии расхода воздуха, метеоусловий, тепловой нагрузки, давления воды в системе водораспределения градирни на характеристики распыла и охлаждение воды. Разработан новый способ повышения эффективности работы эжекционных градирен.
Автор:
А. А. Бринь, А. И. Петручик
Ключевые слова:
испарительное охлаждение, эжекционная градирня, тепловой расчет, система водораспределения, повышение эффективности.
Стр:
270
ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ВОДОЕМАХ
Предложена математическая модель для исследования задачи распространения загрязняющих веществ в водоемах при залповом (мгновенном) сбросе. Для расчета разбавления применен метод, разработанный на основе уравнения турбулентной диффузии в цилиндрических координатах. Метод позволяет определить концентрацию загрязняющих веществ на произвольном расстоянии от места их выпуска. Рассмотрены условия формирования локальных зон загрязнения в водоеме.
Автор:
Ш. А. Керимова
Ключевые слова:
моделирование, загрязнение, водоемы, сброс, сточныe воды, загрязняющие вещества, диффузия, распространение примесей.
Стр:
280
ВЛИЯНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ В СИСТЕМЕ ПЛАСТ-СКВАЖИНА НА КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ГЛУБИННОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ
Строится математическая модель динамической связи в системе Пласт-скважина и на основе теоретических исследований определяется влияние этой связи на коэффициент полезного действия глубиннонасосной установки. Получено выражение для определения величины притока жидкости к скважине в единицу времени с учетом динамической взаимосвязи пласт-насос. Определено поле распределения давления в пласте. Установлено, что с ростом динамического уровня жидкости в затрубном пространстве пульсирующая составляющая притока жидкости в скважину увеличивается.
Автор:
Э. М. Аббасов
Ключевые слова:
фильтрация, функция Бесселя, динамический уровень, глубиннонасосная установка, динамическая связь, пласт, скважина, контур, давление.
Стр:
292
ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ ПОПУЛЯРНЫХ МЕТОДОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ РАСЧЕТЕ ПРОЦЕССОВ СУШКИ
Представлен теоретический анализ ряда методов расчета, широко используемых при моделировании сушки, отмечена ограниченность их узкими рамками режимных параметров. Последнее затрудняет их применение для решения современных задач оптимизации процессов.
Автор:
М. М. Разин
Ключевые слова:
сушка, методы, температурные кривые, уравнение кинетики, равновесие, коэффициент испарения.
Стр:
301
УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ В ПРОИЗВОДНЫХ ДРОБНОГО ПОРЯДКА
На основе уравнения теплопроводности в производных дробного порядка исследуется влияние нелокальности уравнения теплопроводности по времени и пространству на распределение температуры в средах с фрактальной структурой. Рассмотрены случаи бесконечной и полуограниченной прямой.
Автор:
А. Б. Алхасов, Р. П. Мейланов, М. Р. Шабанова
Ключевые слова:
фрактальная структура, производные дробного порядка, нелокальное уравнение теплопроводности, функция Миттаг-Лефлера, распределение температуры.
Стр:
309
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ФУТЕРОВКИ СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОГО КОВША
Предложена методика расчета температурного поля футеровки сталеразливочного ковша модифицированным методом релаксации. Методика позволяет при наличии таких исходных данных, как температура металла в ковше, температура окружающего воздуха и строение футеровки, рассчитывать стационарные температурные поля как внутри футеровки, так и на поверхности кожуха ковша. Проверка модели проводилась сравнением экспериментально измеренных значений температуры на поверхности кожуха ковша с результатами расчетов. Получено удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных значений температуры поверхности ковша.
Автор:
А. В. Заболотский
Ключевые слова:
температурное поле, сталеразливочный ковш, футеровка, теплопередача, математическая модель.
Стр:
318
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ И ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ КВАРТИР В МНОГОКВАРТИРНОМ ЗДАНИИ С ИНДИВИДУАЛЬНЫМИ РЕГУЛЯТОРАМИ
Представлены результаты математического моделирования значений температуры и мощности источников тепла в квартирах многоквартирного дома с индивидуальными регуляторами. Показано, что для существующих конструкций зданий теплообмен между квартирами с индивидуальным регулированием температуры оказывает значительное влияние на устанавливающуюся в процессе регулирования величину мощности источников тепла в квартирах. Не изменяя общей отопительной нагрузки здания, этот процесс приводит к значительным отклонениям показаний счетчиков тепловой энергии в квартирах от фактически потребленной для их отопления тепловой энергии. Это обстоятельство ставит под сомнение целесообразность установки индивидуальных счетчиков тепла в многоквартирном доме с регулированием температуры в каждой квартире.
Автор:
Л. Н. Данилевский
Ключевые слова:
мощность источников тепла, теплообмен, перетоки тепла, теплоснабжение, регулирование, учет, температура воздуха, ограждающие конструкции, межквартирные перегородки, перекрытия.
Стр:
334
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ВОЛЬФРАМОВЫХ ПРОВОДНИКОВ, НАГРЕВАЕМЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
Решена стационарная задача теплопроводности для металлического проводника, нагреваемого электрическим током, с учетом различных механизмов теплообмена с окружающей средой. В аналитическом виде найдено выражение для распределения температуры проводника по его длине с учетом теплообмена с газом и для зависимости сопротивления от температуры. При помощи физико-математического моделирования получены профили температуры по длине вольфрамовых проводников с учетом химической реакции на их поверхности, которые хорошо согласуются с экспериментальными результатами.
Автор:
С. Г. Орловская, Ф. Ф. Каримова, М. С. Шкоропадо
Ключевые слова:
высокотемпературный тепломассообмен, яркостная температура, температурное поле, металлы, вольфрам, кинетика окисления.
Стр:
342
МЕТОД СКВОЗНОГО СЧЕТА ДЛЯ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ ПРИ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ВДУВА ГАЗА ЧЕРЕЗ ПОВЕРХНОСТЬ ТЕЛА
Предлагается метод сквозного счета для решения уравнений пограничного слоя, сохраняющий устойчивость при произвольной интенсивности вдува газа через поверхность тела. Приводятся результаты систематических исследований теплообмена и трения в воздушном пограничном слое на проницаемой стенке в окрестности критической точки сферы, полученные c использованием этого метода в приближении совершенного газа.
Автор:
Е. Г. Ватолина, В. В. Горский, Н. А. Горская, А. А. Оленичева
Ключевые слова:
теплообмен, трение, ламинарный пограничный слой, критическая точка, непроницаемая поверхность, вдув газа.
Стр:
348
НЕСТАЦИОНАРНАЯ ГАЗОДИНАМИКА ПРЯМОЙ РЕШЕТКИ ПРОФИЛЕЙ, СОВЕРШАЮЩИХ МАЛЫЕ ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
Проводится численное моделирование обтекания прямой решетки профилей, совершающих малые гармонические поступательные и вращательные колебания, потоком невязкого сжимаемого газа. Для дискретизации основных уравнений используется метод контрольного объема на подвижных неструктурированных сеточных структурах. Исследуются влияние частотных и фазовых характеристик профилей на распределение давления по их поверхности и коэффициент подъемной силы. Результаты численных расчетов сравниваются с имеющимися расчетными и экспериментальными данными.
Автор:
К. Н. Волков
Ключевые слова:
решетка профилей, нестационарное течение, численное моделирование.
Стр:
356
ТЕЧЕНИЕ И СОПРЯЖЕННЫЙ ТЕПЛООБМЕН ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ КАВЕРНЕ С ОСЕВЫМ ПОДВОДОМ РАБОЧЕГО ТЕЛА
Проводится численное моделирование турбулентного течения и сопряженного теплообмена в каверне, ограниченной ротором и статором. Сопряженные тепловые расчеты основаны на использовании нестационарного уравнения теплопроводности, описывающего распределение температуры внутри твердого тела, и осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса, которые позволяют рассчитать распределения скорости, давления и температуры в области, занятой жидкостью. Получены пространственно-временные распределения температуры и теплового потока на границе контакта металла и жидкости в двух- и трехмерной постановке задачи на структурированной и неструктурированной сетке.
Автор:
К. Н. Волков
Ключевые слова:
сопряженный теплообмен, каверна, численное моделирование, турбулентность.
Стр:
366
ТЕЧЕНИЕ В РАБОЧЕЙ ЧАСТИ ТРАНСЗВУКОВОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЫ
Рассмотрены особенности течения газа в рабочей части трансзвуковой трубы. На основе метода сращивания асимптотических разложений и теории удлиненных отрывных зон предложены математические модели течения. Исследовано обтекание перфорации, поперечных и продольных щелей. В последнем случае утверждаются нестационарная и стационарная аналогии с плоским течением. Предложен дефлектор - новое устройство для отражения скачков. Обсуждается проблематика.
Автор:
С. К. Бетяев
Ключевые слова:
трансзвуковая скорость, рабочая часть, циркуляционная зона, перфорацию, дефлектор.
Стр:
375
АСИМПТОТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕЛКОМАСШТАБНОЙ СТРУКТУРЫ ЛАМИНАРНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ С ОТСОСОМ
Определены нежелательные режимы отсоса пограничного слоя, когда возникают известные из опыта организованные вихревые структуры. Для этого проведен инспекционный анализ трехмасштабной задачи обтекания перфорированной границы в предположении, что внутренний масштаб, равный периоду перфорации, мал по сравнению с внешним масштабом, характеризующим глобальную задачу. Дана асимптотическая классификация режимов отсоса. Подробно исследована классическая задача теории пограничного слоя - умеренный отсос.
Автор:
С. К. Бетяев
Ключевые слова:
отсос пограничного слоя, число Рейнольдса, уравнение Навье-Стокса, схема Гельмгольца, сдув пограничного слоя.
Стр:
381
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЙ ГРАНИЦЫ СМАЗОЧНОГО СЛОЯ МАГНИТОЖИДКОСТНОГО ПОДШИПНИКА
Определена свободная граница смазочного слоя магнитожидкостного подшипника в условиях действия магнитного поля и статической нагрузки. Решение получено совместным интегрированием уравнения Рейнольдса и уравнения свободной границы методом разложения по малому параметру - эксцентриситету вала. Показано, что магнитное поле формирует свободные границы смазочного слоя и уменьшает кавитационную полость, препятствуя вытеканию смазки из подшипника.
Автор:
П. П. Кужир, П. Г. Кужир, Г. И. Гульков, А. Л. Руденя
Ключевые слова:
магнитожидкостный подшипник, магнитная жидкость, математическая модель, смазочный слой, распределение давления.
Стр:
393
ТУРБУЛЕНТНЫЕ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ В КРУГЛОЙ ТРУБЕ И ПЛОСКОМ КАНАЛЕ И МОДЕЛИ МЕЗОМАСШТАБНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ
На основе модели анизотропной пристеночной турбулентности в пристеночном слое и моментной модели в ядре течения получены профили скоростей во всей области турбулентного течения несжимаемой жидкости в круглой трубе и плоском канале. Послойные различия профилей связаны со сменой структуры турбулентных вихрей.
Автор:
В. А. Бабкин, В. Н. Николаевский
Ключевые слова:
вихревые структуры, мезомасштабная турбулентность, пристеночная турбулентность, моментная модель, течения в трубе и канале.
Стр:
400
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УГЛА НАМОТКИ СТЕКЛОВОЛОКНА НА ЧАСТОТЫ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКА ПРИ НЕСИММЕТРИЧНЫХ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЯХ
Представлены результаты расчета частот свободных колебаний цилиндрической анизотропной оболочки, выполненной из ориентированного стеклопластика, на основании метода Рэлея-Ритца. Упругие свойства оболочки зависят от ориентации стекловолокна и определяются шестью модулями упругости. Граничные условия соответствуют заделке одного конца и шарнирному опиранию другого конца оболочки. Численные результаты в виде зависимостей частот свободных колебаний от угла намотки стекловолокна для различных параметров волнообразования и отношений геометрических размеров оболочки получены для тканевого стеклопластика.
Автор:
С. М. Босяков, Ван Чживэй
Ключевые слова:
цилиндрическая оболочка, стеклопластик, угол намотки стекловолокна, метод Рэлея-Ритца, частота свободных колебаний.
Стр:
409
ИНТЕРВАЛЬНЫЕ ВЕКТОРЫ И ТЕНЗОРЫ В ПРИКЛАДНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧАХ
При конструировании интервальных векторов и тензоров учитывается требование инвариантности этих объектов относительно преобразования системы координат. В качестве иллюстраций интервальные скаляры, векторы и тензоры применяются при решении простейших инженерных задач механики деформируемого твердого тела для построения распределений перемещений, деформаций и напряжений, в том числе остаточных, удовлетворяющих условиям упругой приспособляемости (методика J. Zarka).
Автор:
М. Г. Бояршинов
Ключевые слова:
интервалы, скаляры, векторы, тензоры, интервальные операции, приспособляемость, пластические деформации, остаточные напряжения.
Стр:
418
РАДИАЦИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ В МОНОКРИСТАЛЛАХ InP, ОБЛУЧЕННЫХ ГАММА-КВАНТАМИ 60Со
Методом радиотермолюминесценции исследован процесс образования антиструктурных дефектов в кристаллах легированного оловом InP, подвергнутых облучению гамма-квантами дозой 10-100 кГр. Обнаружено, что энергия активации уровня 0.26 эВ благоприятствует получению полуизолирующего фосфида индия.
Автор:
Ш. Ш. Рашидова
Ключевые слова:
антиструктурный дефект, метод радиотермолюминесценции, энергия активации.
Стр:
442
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫДЕЛЕНИЯ ДИАМАГНИТНЫХ МИКРОЧАСТИЦ В ВЫСОКОГРАДИЕНТНОМ МАГНИТНОМ ФИЛЬТРЕ С УПОРЯДОЧЕННОЙ СТРУКТУРОЙ
На модели проточного магнитного фильтра с поперечно-намагниченной упорядоченной системой длинных ферромагнитных стержней прямоугольного сечения изучен процесс высокоградиентной магнитной сепарации микроскопических диамагнитных частиц (гранул картофельного крахмала размерами 8-30 мкм) из жидкой суспензии. Зарегистрированные закономерности изменения концентрации и распределения частиц по размерам на выходе суспензии из фильтра согласуются с теоретическими выводами, полученными из анализа структуры магнитного поля и характера движения частиц в объеме фильтра.
Автор:
Б. Э. Кашевский, С. Б. Кашевский, И. В. Прохоров, А. М. Жолудь
Ключевые слова:
высокоградиентная магнитная сепарация, диамагнитные частицы, упорядоченная магнитная структура.
Стр:
447
НЕСТАЦИОНАРНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КРИВЫХ ТЕЧЕНИЯ МАЛОВЯЗКИХ ОСЕДАЮЩИХ СУСПЕНЗИЙ
Рассмотрена кинематика течения жидкости в измерительном узле ротационного вискозиметра при изменении скорости вращения по экспоненциальному закону. Получены асимптотическое выражение для расчета скорости сдвига и безразмерный параметр, определяющий режим установившегося течения. Проведена экспериментальная проверка этого метода. Показано, что изменение скорости вращения измерительного узла по экспоненциальному закону позволяет сократить время измерения кривой течения и повысить точность измерения в области малых скоростей сдвига.
Автор:
В. А. Мансуров, Д. В. Мансуров, И. В. Ямайкина
Ключевые слова:
маловязкие суспензии, вискозиметрия.
Стр:
454
О ПРОФИЛЯХ СКОРОСТИ НЕОДНОРОДНОГО ВИБРООЖИЖЕННОГО СЛОЯ ЗЕРНА НА РЕШЕТЕ
Рассмотрена динамика виброожиженного слоя зерновой смеси на наклонном решете с вибровязкостью, являющейся линейной функцией поперечной координаты. Распределение скорости потока по поперечному сечению слоя представлено в виде ряда по функциям Бесселя и Струве. Проанализирована сходимость решения. Проведены расчеты профилей скорости и даны оценки максимального значения этой кинематической характеристики.
Автор:
Л. Н. Тищенко, В. П. Ольшанский, С. В. Ольшанский
Ключевые слова:
виброожиженная зерновая смесь, скорость потока, неоднородный слой, функции Бесселя и Струве.
Стр:
470
ОБ ОБТЕКАНИИ ШПУНТА ЖУКОВСКОГО В ОРОШАЕМОМ ГРУНТОВОМ МАССИВЕ
В гидродинамической постановке решается задача о плоской установившейся фильтрации под шпунтом Жуковского через орошаемый грунтовой массив, подстилаемый сильнопроницаемым напорным горизонтом, левая полубесконечная часть кровли которого моделируется непроницаемым включением. С помощью метода П. Я. Полубариновой-Кочиной дается конструктивное решение задачи, получены точные аналитические представления для характерных размеров схемы течения. Приводятся результаты численных расчетов и анализ влияния всех физических параметров модели на фильтрационные характеристики. Рассмотрены предельные случаи течения, связанные с отсутствием как непроницаемого включения, так и подпора в нижележащем хорошо проницаемом слое.
Автор:
Э. Н. Береславский
Ключевые слова:
фильтрация, грунтовые воды, шпунт Жуковского, инфильтрация, годограф скорости, комплексная скорость течения, конформные отображения, метод Полубариновой-Кочиной.
Стр:
476
РАЗНОСТНЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ ОДНОЙ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ДЛЯ УРАВНЕНИЯ КОНВЕКТИВНОЙ ДИФФУЗИИ
Рассматривается обратная задача, связанная с восстановлением начального и граничного условий для одномерного уравнения конвективной диффузии, описывающего процесс физико-химического метода воздействия на нефтяной пласт. Для решения задачи предлагается численный метод, основанный на использовании разностной схемы, дифференциальным приближением которой является уравнение гиперболического типа.
Автор:
Х. М. Гамзаев
Ключевые слова:
нефтяной пласт, физико-химическое воздействие, гранично-ретроспективная обратная задача, дифференциальное приближение, треугольник определенности, разностный метод.
Стр:
485
ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ НА ПРОЦЕССЫ НУКЛЕАЦИИ В КОНДЕНСИРОВАННОЙ ФАЗЕ
Теоретически исследованы некоторые вопросы, связанные с влиянием размерных эффектов на процессы нуклеации в наночастицах.
Автор:
В. В. Левданский, И. Смолик, В. Здимал
Ключевые слова:
размерные эффекты, наночастицы, нуклеация.
Стр:
531
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОБЛАКА ПРИМЕСИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВЕТРА В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ
Проведены качественный анализ и численное моделирование двумерной и трехмерной задач о стационарном распространении под действием ветра облака газовой примеси. Показано, что вертикальная турбулентная диффузия является основным каналом рассеяния примеси. Сравнение с приведенными данными полигонных испытаний подтвердило этот вывод. Получено аналитическое выражение для характерной длины рассеивания примеси, которая составляет порядка 10-15 м, и показано, что эта длина не зависит от скорости ветра и определяется свойствами подстилающей поверхности почвы.
Автор:
Г. В. Котов, С. П. Фисенко
Ключевые слова:
турбулентная диффузия, профиль скорости ветра, коэффициент шероховатости, метод Галеркина, метод прямых, полигонные испытания.
Стр:
535
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА ПСЕВДОПЛАСТИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ
Представлены результаты исследований течения закрученного потока псевдопластической жидкости в цилиндрическом канале. С ростом сдвиговых напряжений, вызванных закруткой потока, эффективная вязкость уменьшается. В результате этого в приосевой части канала формируется зона пониженного давления, которая при меньшей закрутке потока приводит к образованию зоны возвратных течений.
Автор:
О. В. Матвиенко, В. П. Базуев, Н. К. Южанова
Ключевые слова:
битум, реология, псевдопластическая жидкость, закрученные течения.
Стр:
544
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ЕЕ СМЕСЕЙ С ДРУГИМИ ПОЛИМЕРАМИ В ОРТОФОСФОРНОЙ КИСЛОТЕ
Изучены особенности установившегося сдвигового течения концентрированных прядильных растворов целлюлозы и ее смесей с поливиниловым спиртом, хитозаном и полиакрилонитрилом в ортофосфорной кислоте в диапазоне температур 303-323 K. Получены реологические кривые, включающие области наибольшей и наименьшей ньютоновской вязкости. Установлено влияние природы полимерной добавки и ее содержания на профиль реологических кривых целлюлозного раствора.
Автор:
Д. Д. Гриншпан, А. Н. Гончар, Н. Г. Цыганкова, С. Е. Макаревич, Т. А. Савицкая, Е. В. Шеймо
Ключевые слова:
реологические свойства, прядильные растворы, смеси полимеров в ортофосфорной кислоте, структурирование растворов в процессе сдвигового деформирования.
Стр:
548
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ДАЛЬНЕГО АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА
Изложен полуэмпирический метод расчета дальнего акустического поля несущего винта вертолета, работающего на режиме косого обтекания. Основные параметрические соотношения для мощности акустического излучения составляющих шума винтов получены на основе представления Лэмба о возникновении безвихревого движения при действии на бесконечно малый объем среды периодической силы. Все источники шума несущего винта подразделяются на две группы, относящиеся соответственно к индуктивной и профильной частям общих затрат подводимой к винту мощности. Приводится сравнение результатов расчета, выполненного на основе энергетического метода, гармонических составляющих шума несущего винта с экспериментальными данными для вертолета Ми-28.
Автор:
В. Ф. Самохин
Ключевые слова:
шум вертолета, шум несущего винта, вертолеты.
Стр:
554
О МЕХАНИЗМЕ ЭФФЕКТА РАНКА-ХИЛША
Предложена модель течения в вихревой трубе Ранка в основу, которой положено не тепловое, а механическое взаимодействие между холодным и горячим потоками. Показано, что для описания эффекта Ранка-Хилша необходимо наряду с радиальным течением учитывать отбор или присоединение массы, а также обеспечивать более гладкое сопряжение вынужденного и периферийного вихрей, требуя непрерывности не только тангенциальной составляющей скорости, но и ее первой производной по радиусу. При этом движение в вихревой трубе рассматривается как система взаимодействующих между собой вихрестоков и вихреисточников.
Автор:
В. Д. Тютюма
Ключевые слова:
вихревой эффект, сжимаемая среда, вихревое течение вязкой жидкости, изменение полной энтальпии, эффект Ранка-Хилша.
Стр:
565
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАЕКТОРИЙ И ДЛИНЫ ФАКЕЛОВ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ В СНОСЯЩЕМ ПОТОКЕ ВОЗДУХА
Изучаются траектории круглых газовых струй и факелов, вводимых в сносящий поток воздуха. Рассматривается влияние на траекторию различных начальных условий и физических свойств газов. Проведена экспериментальная верификация существующих аппроксимационных зависимостей для траекторий факелов в широком диапазоне значений коэффициента вдува. Показано, что вновь полученная экспериментальная аппроксимация формы траектории отличается приблизительно на 20% от существующих. При малых коэффициентах вдува (меньших ~4.5) траектории факела перестают от него зависеть.
Автор:
Ю. В. Полежаев, И. Л. Мостинский, Д. И. Ламден, О. Г. Стоник
Ключевые слова:
горение, траектория газовых струй, траектория факела, длина факела.
Стр:
576
ПИРОЛИЗ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ ТУРОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Приведены результаты исследований химического состава, свойств и теплотехнических характеристик технологической пробы горючих сланцев Туровского месторождения Беларуси. Показаны результаты экспериментальных работ по пиролизу сланцев на лабораторных установках в стационарном и подвижном слоях для получения высококалорийных энергоносителей.
Автор:
П. Л. Фалюшин, К. В. Добрего, В. М. Крайко, Е. В. Ануфриева
Ключевые слова:
энергоносители, горючий сланец, пиролиз, термическое разложение.
Стр:
583