ENG

 

"Инженерно-физический журнал" публикует оригинальные и обзорные статьи о новых резульатах научных исследований по следующей тематике: теплофизика, тепломассообмен, теория теплопроводности, термодинамика необратимых процессов, теория сушки, строительная теплофизика, водородная энергетика, структурно-механические характеристики дисперсных систем, формирование углеродных наноструктур, реодинамика, реология, низкотемпературная плазма.


ИНДЕКСАЦИЯ
Журнал индексируется в базах данных:
SCOPUS, INSPEC, Astrophysics Data System (ADS), Chemical Abstracts Service (CAS), Google Scholar, EBSCO, CSA, Academic OneFile, Academic Search, CSA Environmental Sciences, Earthquake Engineering Abstracts, EI-Compendex, Gale, INIS Atomindex, OCLC, SCImago, Summon by ProQuest
Импакт-фактор SCOPUS: SNIP – 0.787 SJR – 0.288 (http://www.scopus.com/source/eval.url)
Импакт-фактор РИНЦ 0.401 (http://elibrary.ru/title_about.asp?id=25251)

Содержание



Том 90, 2017

№1, №2, №3, №4, №5,

Том 89, 2016

№1, №2, №3, №4, №5, №6,

Том 88, 2015

№1, №2, №3, №4, №5, №6,

Том 87, 2014

№1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 86, 2013 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
Том 85, 2012 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 84, 2011 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 83, 2010 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 82, 2009 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 81, 2008 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 80, 2007 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 79, 2006 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 78, 2005 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 77, 2004 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 76, 2003 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 75, 2002 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 74, 2001 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 73, 2000 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 72, 1999 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 71, 1998 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 70, 1997 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 69, 1996 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 68, 1995 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 67, 1994 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 66, 1993 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 65, 1992 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 64, 1991 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 63, 1990 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 62, 1989 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 61, 1988 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 60, 1987 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 59, 1986 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 58, 1985 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 57, 1984 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 56, 1983 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 55, 1982 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 54, 1981 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 53, 1980 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 52, 1979 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 51, 1978 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 50, 1977 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 49, 1976 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 48, 1975 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 47, 1974 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 46, 1973 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 45, 1972 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 44, 1971 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 43, 1971 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 42, 1970 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 41, 1969 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 40, 1968 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 39, 1965 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 38, 1980 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 37, 1979 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 36, 1979 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 35, 1978 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 34, 1978 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 33, 1978 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 33, 1977 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 32, 1977 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 31, 1976 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 30, 1976 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 29, 1975 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 28, 1975 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 27, 1974 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 26, 1974 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 25, 1973 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 24, 1973 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 23, 1972 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 22, 1972 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 21, 1971 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 20, 1971 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 19, 1970 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 18, 1970 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 17, 1969 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 16, 1969 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 16, 1969 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 15, 1968 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 14, 1968 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 13, 1967 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 12, 1967 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 11, 1966 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 10, 1966 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 9, 1965 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 8, 1965 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 7, 1964 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12
Том 6, 1963 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12,
Том 5, 1962 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12,
Том 4, 1961 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12,
Том 3, 1960 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12
Том 2, 1959 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12,
Том 1, 1958 №1, №2, №3, №4, №5, №6, №7,
№8, №9, №10, №11, №12
   

Старая версия библиотеки журнала

 

Том 90, №3


ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС В ПРОЦЕССАХ ГОРЕНИЯ


Г. А. Сулаберидзе, В. Д. Борисевич, А. Ю. Смирнов

РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ДЛЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ: СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Проанализированы различные подходы, используемые при введении разделительного потенциала (функ- ции ценности) для многокомпонентных смесей. Показано, что все известные в настоящее время потен- циалы не удовлетворяют аксиомам Дирака–Пайерлса для бинарной смеси изотопов урана, что делает затруднительным их практическое использование. Основной причиной этого является невозможность построения "эталонного" каскада, роль которого в случае разделения бинарных смесей играет идеальный каскад. Вследствие этого единственным универсальным способом поиска оптимальных параметров раз- делительного каскада является их численная оптимизация по критерию минимума разделительных эле- ментов в нем.

Ключевые слова: функция ценности, разделительная способность, разделительный элемент, раздели- тельный каскад.

Стр. 271


Д. В. Антонов, Р. С. Волков, А. О. Жданова, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ТУШЕНИЯ ЛЕСНЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ

С целью обоснования возможности тушения лесных горючих материалов малыми объемами воды экспе- риментально исследованы процессы взаимодействия капель, пленок и аэрозольных потоков воды с малыми по площади очагами горения типичных лесных горючих материалов — листьев березы, хвоинок сосны, веточек березы и осины. Созданы модельные очаги горения в форме цилиндров диаметром 20–60 мм и вы- сотой 40–100 мм. С использованием высокоскоростной видеорегистрации установлены характерные вре- мена термического разложения лесных горючих материалов, времена подавления горения этих материалов при различных условиях их взаимодействия с водой (импульсная подача аэрозоля, впрыск водяного "тумана" с каплями радиусом до 100 мкм, последовательная подача крупных капель радиусом около 1.5 мм). Выделе- ны достаточные для тушения объемы воды при разных способах ее подачи на поверхность реагирующего лесного горючего материала. Путем сопоставления начальной массы навески лесного горючего материала с ее конечной массой (после тушения материала) выполнены оценки непрореагировавшей доли материала.

Ключевые слова: лесной горючий материал, листья, хвоинки, веточки, термическое разложение, туше- ние, пленка воды, капли, водяной "туман", аэрозоль.

Стр. 543


Ю. В. Полежаев, В. Д. Гешеле

ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ДЕТОНАЦИИ

Рассмотрены вопросы, связанные с историей и современным пониманием проблемы взрывов и детона- ционного горения газовых смесей

Ключевые слова: детонация, детонационное горение, газовые смеси.

Стр. 554

ГИДРОГАЗОДИНАМИКА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ


П. В. Булат, К. Н. Волков

РЕШЕНИЕ ДВУМЕРНЫХ ЗАДАЧ РИМАНА ПРИ ПОМОЩИ МЕТОДА КУСОЧНО-ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ

Обсуждаются постановка и решение двумерных задач газовой динамики, связанных со взаимодействием ударных волн, волн разрежения и контактных разрывов, в расчетной области простой конфигурации. При- водятся результаты расчетов, соответствующих различным конфигурациям двумерной задачи Римана, и обсуждается точность разрешения областей течения с резкими изменениями параметров. Результаты расчетов позволяют судить о монотонности и точности численного решения, наличии численной диффу- зии и фазовых ошибок, а также сглаживании решения в областях его сильного изменения.

Ключевые слова: газовая динамика, задача Римана, разностная схема, ударная волна, волна разреже- ния, контактный разрыв.

Стр. 558


В. В. Горский, В. А. Сысенко, К. Ю. Декерменджи

К ВОПРОСУ О ТОЧНОСТИ РАСЧЕТА ТОЛЩИНЫ ПОТЕРИ ИМПУЛЬСА В ЛАМИНАРНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ НА ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУСФЕРЫ В СВЕРХЗВУКОВОМ ВОЗДУШНОМ ПОТОКЕ

Приводится инженерная методика расчета толщины потери импульса в ламинарном пограничном слое на поверхности полусферы, основанная на аппроксимации результатов систематических численных реше- ний уравнений пограничного слоя.

Ключевые слова: инженерный расчет, тепловой поток, сверхзвуковой поток, ламинарный погранич- ный слой.

Стр. 569


А. Ю. Дьяченко, В. Л. Жданов, Я. И. Смульский, В. И. Терехов

УПРАВЛЕНИЕ ОТРЫВНЫМ ПОТОКОМ ЗА УСТУПОМ С ПОМОЩЬЮ РАЗРЕЗНЫХ РЕБЕР

Рассматривается один из перспективных и наиболее простых способов пассивного управления от- рывным течением за обратным уступом с помощью ребер с прорезями. Размер и число прорезей в экс- периментах изменялись в широких пределах так, что относительная площадь щелей составляла R = Fs/Fr = 0–1. Изучено влияние продольных вихрей, индуцируемых зубцами в ребре, на распределение давления и теплоотдачи в рециркуляционной области при варьировании размеров прорезей в ребре, шага между ними и местоположения ребра относительно обратного уступа. Показана эффективность при- менения разрезных ребер с целью сокращения протяженности и интенсивности области возвратного течения за уступом

Ключевые слова: обратный уступ, отрывной турбулентный поток, мини-турбулизаторы, термогра- фическая визуализация, вихреобразование.

Стр. 575


О. Е. Александров, В. Д. Селезнев

ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ СМЕШЕНИЯ ОТ ДАВЛЕНИЯ ПРИ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ БИНАРНОЙ СМЕСИ ГАЗОВ В ДВУХКОЛБОВОМ АППАРАТЕ

Рассмотрена теоретическая модель стационарного смешения при свободной гравитационной конвек- ции бинарной смеси газов в вертикальном канале с непроницаемыми стенками, соединяющем две колбы. Показано, что с ростом давления в закритическом режиме скорость смешения имеет максимум, после которого монотонно уменьшается. Проведено сравнение с опытными данными и получено удовлетвори- тельное согласие с теоретическими результатами.

Ключевые слова: свободная конвекция, бинарная смесь, вертикальный канал, скорость смешения

Стр. 584


И. В. Мирошниченко, М. А. Шеремет

ТУРБУЛЕНТНАЯ ЕСТЕСТВЕННАЯ КОНВЕКЦИЯ И ПОВЕРХНОСТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ В ЗАМКНУТОЙ ВОЗДУШНОЙ ПОЛОСТИ С ЛОКАЛЬНЫМ ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ

Исследованы структура течения и теплообмен внутри замкнутой квадратной полости с изотермиче- скими вертикальными и адиабатическими горизонтальными стенками при наличии локального источника энергии постоянной температуры. Анализ проведен на основе решения уравнений математической физи- ки, описывающих рассматриваемый процесс в безразмерных переменных "функция тока–завихренность скорости–температура". Получены распределения изолиний функции тока и температуры, отражающие влияние подъемной силы и приведенной степени черноты ограждающих поверхностей на характер те- чения и теплоперенос. Установлено, что увеличение коэффициента излучения стенок интенсифицирует конвективное течение внутри полости и усиливает теплообмен.

Ключевые слова: естественная конвекция, тепловое поверхностное излучение, турбулентность, диа- термичная среда, локальный источник энергии, метод конечных разностей.

Стр. 591


В. П. Замураев, А. П. Калинина

ИЗМЕНЕНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КРЫЛОВОГО ПРОФИЛЯ НА ТРАНСЗВУКОВЫХ РЕЖИМАХ ПРИ ОДНОСТОРОННЕМ СИЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ЭЛЕМЕНТОВ ЕГО ПОВЕРХНОСТИ НА ПОТОК

Проведено математическое моделирование влияния вынужденных колебаний элемента поверхности одной из сторон крылового профиля на ударно-волновую структуру при трансзвуковом обтекании. Для по- стоянной максимальной амплитуды скорости движения участка профиля, близкой по величине к скорости набегающего потока, исследовано качественное и количественное влияние параметров его колебаний на волновое сопротивление профиля и его подъемную силу в широком диапазоне частот. Показано появление в этом случае дополнительной подъемной силы.

Ключевые слова: трансзвуковое обтекание, крыловой профиль, вынужденные колебания, волновое со- противление, подъемная сила.

Стр. 599


S. Das, R. N. Jana, and O. D. Makinde

SLIP FLOW AND RADIATIVE HEAT TRANSFER ON A CONVECTIVELY HEATED VERTICAL CYLINDER

An axisymmetric laminar boundary-layer slip flow of a viscous incompressible rarefied gas in a convectively heated vertical cylinder in the presence of thermal radiation is analyzed. The governing equations in cylindrical coordinates are transformed into ordinary differential equations by similarity transformation. These transformed equations are then solved numerically, using the fourth order Runge–Kutta method with shooting technique. The effects of the pertinent parameters on the gas velocity, temperature, as well as on the shear stress and heat transfer rate at the cylinder surface are estimated.

Ключевые слова: axisymmetric slip flow, thermal radiation, convective heating, vertical cylinder

Стр. 603


В. С. Суров

ОБ УЧЕТЕ МЕЖФРАКЦИОННОГО ТЕПЛООБМЕНА В ГИПЕРБОЛИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОДНОСКОРОСТНОЙ ГЕТЕРОГЕННОЙ СМЕСИ

Представлена модифицированная обобщенно-равновесная модель односкоростной гетерогенной смеси, в которой учтен межфракционный теплообмен. Проведен характеристический анализ уравнений моде- ли и показана их гиперболичность. С использованием метода Годунова с линеаризованным римановским решателем на криволинейной структурированной сетке решены задача Прандтля–Майера и задача об обтекании клина воздушно-капельной смесью. Результаты численных расчетов сопоставлены с автомо- дельными решениями.

Ключевые слова: гиперболическая модель смеси, межфракционный теплообмен, метод Годунова, лине- аризованный римановский решатель, течение Прандтля–Майера.

Стр. 610

ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЕ


Л. И. Шараховский, А. Есипчук, Ш. Отани, Ж. Петракони, А. Маркези, В. В. Савчин, И. В. Хведчин, А. С. Оленович, А. И. Леончик, Д. С. Скоморохов, А. А. Галиновский

О ВНУТРЕННЕЙ ГАЗОДИНАМИКЕ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ВИХРЕВОГО ПАРОВОДЯНОГО ПЛАЗМОТРОНА

Представлены результаты экспериментальных исследований генератора водяной электродуговой плазмы нового типа с высоким термическим КПД, близким к 100%. Генератор состоит из вихревого электродугового плазмотрона со стабилизацией дуги водяным паром и прямоточного трубчатого элек- трического парогенератора. Такой КПД достигнут в результате усовершенствования внутренней газо- динамики плазмотрона и процессов тепло- и массопереноса в его разрядном канале за счет улучшенной вихревой стабилизации и термоизоляции дугового разряда специальной "моменто-проницаемой" стенкой при ее охлаждении с использованием только рабочего расхода воды, затрачиваемого на генерацию плазмы.

Ключевые слова: вихревой пароводяной плазмотрон, электродуговая плазма, вихревая стабилизация.

Стр. 620

ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС В ДИСПЕРСНЫХ И ПОРИСТЫХ СРЕДАХ


А. Я. Давлетбаев, З. С. Мухаметова

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИИ В НИЗКОПРОНИЦАЕМОМ ПЛАСТЕ С ДВУМЯ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫМИ ТЕХНОГЕННЫМИ ТРЕЩИНАМИ ГИДРОРАЗРЫВА

Представлены результаты численного моделирования фильтрации в низкопроницаемом пласте с двумя перпендикулярными техногенными трещинами гидроразрыва в предположении, что фильтрация в про- дуктивном пласте и в трещинах подчиняется закону Дарси, а проницаемость трещин превышает про- ницаемость пласта примерно в 105 раз. Ввиду малости раскрытия трещин по сравнению с их длиной и расстоянием до границ пласта течение в трещинах полагалось одномерным. Выполнен анализ влияния проводимости и геометрии первоначальной трещины на изменение давления в скважине со временем и рассчитаны нестационарные поля давления в системе скважина–трещины–пласт.

Ключевые слова: трещина, гидравлический разрыв пласта, низкопроницаемый коллектор, скважина..

Стр. 632


М. М. Рамазанов, Д. А. Алхасова, Г. М. Абасов

ТЕЧЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕН В ГЕОТЕРМАЛЬНОМ ПЛАСТЕ ПРИ ИЗВЛЕЧЕНИИ ПАРОВОДЯНОЙ СМЕСИ

С использованием конечно-разностного метода получено численное решение нестационарной нелиней- ной задачи о тепломассопереносе в геотермальном пласте при извлечении пароводяной смеси из него с учетом теплообмена пласта с окружающими породами. Исследованы свойства этого решения. На основе сравнения полученных результатов с результатами предыдущих исследований выявлено влияние теплообмена пласта с кровлей и подошвой на режим тепломассопереноса в окрестности добывающей скважины. Показано, что теплообмен приводит к некоторому увеличению давления (температуры) фазового перехода и изменению водонасыщенности теплоносителя. На стадии выхода на стационарный режим это изменение сводится к уменьшению водонасыщенности, т. е. к дополнительному парообра- зованию. Однако на существенно нестационарной стадии картина сложнее, и на отдельных отрезках времени в некоторых участках пласта теплообмен приводит к уменьшению паросодержания теплоно- сителя (увеличению его водонасыщенности). Кроме того, как в случае отсутствия теплообмена так и при его наличии распределение водонасыщенности стремится к стационарному, совершая затухающие колебания во времени.

Ключевые слова: геотермальный пласт, пароводяная смесь, фазовый переход, тепломассообмен.

Стр. 640

ТЕПЛОПЕРЕНОС ПРИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯX


О. В. Высокоморная, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак

ПРОГНОСТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИСПАРЕНИЯ КАПЕЛЬ ВОДЫ В ГАЗОВЫХ СРЕДАХ С РАЗЛИЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ

Проанализирована возможность использования трех моделей теплопереноса на основе обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) с учетом соответствующих эндотермических фазовых превращений для прогнозирования интегральных характеристик испарения капель жидкости (на примере воды) в газо- вых средах с разной температурой. Рассмотрены известные постановки с "диффузионным" и "кинетиче- ским" приближениями к описанию процесса испарения, а также разработана новая модель с учетом ап- проксимаций, полученных по результатам проведенных экспериментов (с применением высокоскоростных камер и кросскорреляционных программно-аппаратных комплексов). Контролировались две интеграль- ные характеристики процесса испарения: массовая скорость парообразования и время существования (полного испарения) капли. Сопоставление результатов моделирования с экспериментальными данными позволило сформулировать вывод о целесообразности применения моделей "диффузионной" и "фазового перехода" на основе ОДУ в ограниченном температурном диапазоне (до 600 K). При высоких темпера- турах газов (особенно более 1000 K) удовлетворительную корреляцию с экспериментальными данными позволяет получить модель, учитывающая существенно нелинейную зависимость скорости парообразо- вания от температуры, формирование буферного слоя (из водяных паров) между каплей и газовой средой и основные механизмы теплопереноса в жидкости и газовой среде.

Ключевые слова: капля, вода, высокотемпературные газы, теплоперенос, испарение, скорость паро- образования, время существования, моделирование.

Стр. 648


Г. В. Кузнецов, М. В. Пискунов, П. А. Стрижак

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ВЗРЫВНОГО ДРОБЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОЙ КАПЛИ ВОДЫ ПРИ НАГРЕВЕ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ

Выполнено экспериментальное исследование процессов прогрева, испарения и кипения неоднородной с твер- дой частицей графита капли воды в потоке высокотемпературных (500–800 K) продуктов сгорания. Уста- новлен механизм взрывного дробления (распада) неоднородной капли при интенсификации парообразования на внутренних границах раздела сред (при зарождении пузырьков пара у поверхности графитовой частицы). Опре- делены характерные времена нагрева неоднородной капли (размеры 2.5–4 мм) с включением (в форме цилиндри- ческого диска диаметром и высотой, равными 2 мм) до условий взрывного дробления. Также приведены времена полного испарения пленки жидкости с включения при реализации процесса парообразования со свободной внеш- ней поверхности капли. Показано существенное отличие условий и характеристик исследованных процессов от системы "графитовая подложка–капля воды". Определены условия, при которых определяющая доля тепла к внутренним границам раздела сред неоднородной капли подводится через пленку жидкости или включение.

Ключевые слова: высокотемпературные газы, твердое включение, неоднородная капля жидкости, взрывное дробление, распад, испарение, кипение.

Стр. 658


С. М. Губанов, М. И. Дурновцев, А. Ю. Крайнов

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА ФТОРИСТОГО ВОДОРОДА В ОБЛАСТИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

Представлены результаты измерения давления насыщенных паров безводного фтористого водорода в интервале температур 140–190 K. Описана схема экспериментального стенда, приборы и методика про- ведения измерений.

Ключевые слова: фтористый водород, давление насыщенного пара, экспериментальные измерения

Стр. 667

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ И ТЕПЛООБМЕН В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ


А. А. Халатов, Н. А. Панченко, И. И. Борисов, В. В. Северина

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛЕНОЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПРИ ПОДАЧЕ ОХЛАДИТЕЛЯ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ В ТРАНШЕЕ

Представлены результаты компьютерного моделирования и экспериментального исследования эф- фективности пленочного охлаждения за рядом отверстий в траншее в диапазоне изменения параметра вдува 0.5 ≤ m ≤ 2.0. Данная схема представляет практический интерес для использования в системах ох- лаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин. Выполненный сравнительный анализ показал, что эффективность траншейной схемы существенно превышает эффективность традиционной схемы. При CFD моделировании пленочного охлаждения использован коммерческий пакет ANSYS CFX 14. Пока- зано, что лучшее согласование расчетных и экспериментальных данных обеспечивает использование SST модели турбулентности. Анализ физической картины течения показал, что основными причинами более высокой эффективности пленочного охлаждения при подаче вторичного воздуха в траншею являются предварительное растекание охладителя в траншее, снижение интенсивности и масштаба парной вих- ревой структуры, отсутствие отрыва пленки охладителя от поверхности пластины и более равномерное поперечное распределение пленки охладителя.

Ключевые слова:пленочное охлаждение, эффективность, отверстия в траншее, компьютерное мо- делирование.

Стр. 670


А. Г. Лаптев, Е. А. Лаптева

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛО- И МАССООТДАЧИ В НАСАДКАХ ВЕНТИЛЯТОРНЫХ ГРАДИРЕН

Рассмотрены полуэмпирические выражения для расчета средних коэффициентов тепло- и массоотдачи в пленочных блоках оросителей. Использованы уравнения гидродинамической аналогии Чилтона–Кольборна, модели Прандтля, обобщения гидродинамической аналогии, а также критериальные выражения и экспери- ментальные данные различных авторов. Показано, что наилучшее согласование с экспериментом обеспе- чивают уравнения, полученные с применением развития гидродинамической аналогии и модели Прандтля.

Ключевые слова:тепломассообмен, пленочное течение, градирня, аналогия, пограничный слой, насадки.

Стр. 678


О. С. Дмитриева, И. Н. Мадышев, А. В. Дмитриев

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА НА КОНТАКТНОЙ СТУПЕНИ СТРУЙНО-ПЛЕНОЧНОГО УСТРОЙСТВА

Разработано контактное струйно-пленочное устройство для повышения эффективности работы промышленных градирен. Приведены результаты экспериментального и аналитического исследования работы этого устройства, его гидравлического сопротивления и тепломассообменной эффективности контактной ступени

Ключевые слова: тепломассообмен, контактное струйно-пленочное устройство, система охлаждения.

Стр. 685


Ф. Б. Барченко, В. Н. Бакулин

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО НАГРУЖЕНИЯ ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Предложена математическая модель расчета тепловых нагрузок деталей цилиндро-поршневой группы двигателя автомобиля, работающего на неустановившихся режимах, в его полном жизненном цикле. Описа- ны методы расчета граничных условий для определения теплового состояния деталей цилиндро-поршневой группы такого двигателя с использованием теоретических формул, эмпирических и полуэмпирических соот- ношений и табличных данных. При моделировании рассчитывалась работа всех систем двигателя (насосов, трубопроводов, теплообменников), влияющих напрямую или косвенно на тепловое состояние его цилиндро- поршневой граппы. Нестационарное тепловое состояние этой группы рассчитывалось 1 раз за цикл работы двигателя с использованием осредненных за рабочий цикл двигателя значений локального коэффициента те- плоотдачи и результирующей температуры среды. Время счета на персональном компьютере одного шага по времени транспортного дизеля типичной конструкции с количеством узлов порядка 500 составило 5 с.

Ключевые слова: двигатель автомобиля, цилиндро-поршневая группа, тепловое нагружение.

Стр. 691


А. И. Ольшанский, А. М. Гусаров

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ СУШКИ ТОНКИХ ПЛОСКИХ ВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ РЕГУЛЯРНОГО РЕЖИМА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБОБЩЕННЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ

Изложены результаты экспериментального исследования кинетики сушки тонких материалов. Пред- ставлены основные опытные уравнения для расчета кинетических параметров процесса сушки: плотно- сти тепловых потоков, среднеинтегральной температуры и длительности сушки.

Ключевые слова:влагосодержание, среднеинтегральная температура, темп нагревания, темп убыли влагосодержания.

Стр. 700

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Ю. И. Шанин, О. И. Шанин, А. В. Черных, И. С. Шарапов

ВЛИЯНИЕ НЕСОВЕРШЕНСТВ ИЗЛУЧЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ НА ТЕРМОДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Проведены расчеты и анализ термонапряженного состояния оптических элементов (зеркал, проходных окон, светоделителей). Исследованы температурные поля, напряжения, изгибные термоперемещения и расширения оптической поверхности этих элементов в неоднородных локальных условиях их нагружения в зависимости от имеющихся в них дефектов.

Ключевые слова:термодеформация, тепловой поток, система охлаждения, оптический элемент, ла- зерное зеркало.

Стр. 714


Д. В. Павленко, Д. В. Ткач, С. М. Данилова-Третьяк, Л. Е. Евсеева

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТЕМПЕРАТУРА НАЧАЛА РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ ТИТАНА В РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРНЫХ СОСТОЯНИЯХ

Приведены результаты измерений температуропроводности, теплопроводности и теплоемкости образ- цов из титана марки ВТ1-0 в литом, деформированном субмикрокристаллическом и в спеченном состояниях. Установлено, что снижение тепло- и температуропроводности титана в субмикрокристаллическом и спечен- ном состояниях связано с увеличением количества дефектов в объеме материала, а повышение температуры полиморфного превращения титана — с растворением кислорода в решетке. Приведены результаты иссле- дования коэффициента термического линейного расширения для титана в крупнокристаллическом и субми- крокристаллическом состояниях. Установлено снижение коэффициента термического линейного расширения титана с субмикрокристаллической структурой, что может свидетельствовать о снижении температуры плавления. Показано, что отжиг образцов, находящихся в субмикрокристаллическом состоянии, приводит к увеличению значения температурного коэффициента линейного расширения, приближая его значение к тем- пературному коэффициенту линейного расширения титана в равновесном состоянии. Исследования методом обратной съемки в камере КРОС позволили оценить температуру начала рекристаллизации титана марки ВТ1-0 после интенсивной пластической деформации методом винтовой экструзии. Установлено снижение температуры начала рекристаллизации для титана в деформированном субмикрокристаллическом состоя- нии. На основании полученных закономерностей установлены оптимальные режимы термической обработки титана марки ВТ1-0 для снятия внутренних напряжений и сохранения субмикрокристаллической структуры.

Ключевые слова:титан, винтовая экструзия, структурное состояние, теплофизические свойства, теплопроводность, термический коэффициент линейного расширения, температура рекристаллизации.

Стр. 721


В. П. Беляев, С. В. Мищенко, П. С. Беляев

РЕАЛИЗАЦИЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МАССИВНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

Рассматривается задача определения диапазона изменения режимных параметров процесса измере- ния коэффициента диффузии растворителей в массивных изделиях из капиллярно-пористых материалов c целью повышения оперативности и точности применяемого метода неразрушающего контроля. В ре- зультате проводимых исследований определяется последовательность осуществления измерительных операций разработанного метода. Повышение точности определения искомого коэффициента диффузии достигается за счет обеспечения попадания максимума концентрации растворителя при реализации ак- тивной части эксперимента в рациональный диапазон статической характеристики применяемого для контроля локальной концентрации растворителей гальванического преобразователя. Снижение затрат времени и средств обеспечивается исключением необходимости проведения индивидуальной градуировки измерителя концентрации растворителей в твердой фазе анализируемых материалов по каждой новой системе капиллярно-пористый материал–растворитель, а также многочисленных пробных эксперимен- тов с различными объемами дозы импульсного воздействия для повышения точности метода.

Ключевые слова: капиллярно-пористый материал, коэффициент диффузии растворителей, неразру- шающий контроль.

Стр. 733

РАЗНОЕ


А. В. Ширко, А. Н. Камлюк, А. С. Дробыш, А. В. Спиглазов

ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ, АРМИРОВАННОЙ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРОЙ, ПРИ ПОЖАРЕ

Проведен прочностной анализ бетонной плиты, армированной стержнями из композитной армату- ры, в сопоставлении с плитой, армированной стальной арматурой. Дана оценка напряженно-деформиро- ванного состояния для обоих вариантов армирования плиты. Напряженно-деформированное состояние определялось как при действии только статической нагрузки, так и с последующим наложением темпе- ратурных полей, т. е. в условиях стандартного пожара. Показано, что огнестойкость плиты, армирован- ной композитной арматурой, по потере несущей способности оказывается в 1.6 раза выше в сравнении с плитой, армированной стальной арматурой, хотя начальный прогиб, вызванный действием только ста- тической нагрузки для плит, армированных композитной арматурой, в 6–7 раз превышает прогиб плит, армированных стальной арматурой.

Ключевые слова: прочность, нагружение, метод конечных элементов, бетон, композитная и стальная арматуры, температурные поля, напряжение, огнестойкость

Стр. 742


А. В. Дмитриев, И. А. Сабанаев, О. С. Дмитриева

ЖЕСТКОСТЬ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНТАКТНЫХ УСТРОЙСТВ МАССООБМЕННОГО АППАРАТА

Разработано контактное устройство для интенсификации тепломассообменных процессов при небольших энергетических затратах. Авторами проведена оценка возможных деформаций контактного устройства в процессе работы с помощью математической модели. С целью определения жесткости брусьев, удерживающих устройство, была разработана компьютерная программа, которая позволила получить модельные прогибы в интересующих точках. Приведены результаты расчетов на жесткость несущих элементов разработанных контактных устройств.

Ключевые слова: массообмен, контактные устройства, энергосбережение, жесткость

Стр. 752


Н. И. Захаров

О ПОСТАНОВКЕ ГРАНИЧНОГО УСЛОВИЯ К УРАВНЕНИЮ КОНВЕКТИВНОЙ ДИФФУЗИИ ВОДОРОДА В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Проведено обобщение соотношения Сивертса на случай постановки граничного условия к уравнению конвективной диффузии водорода в жидком металле путем введения в него напряженности электроста- тического поля и степени ионизации атомов водорода в расплаве. Полученное соотношение качественно согласуется с результатами лабораторных исследований. Оно может быть использовано при компью- терном моделировании конвективной диффузии водорода в жидком металле при воздействии на него внешнего электростатического поля.

Ключевые слова: граничное условие, конвективная диффузия, жидкий металл, электростатическое поле.

Стр. 758


О. И. Величко

ВЛИЯНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ КЛАСТЕРОВ НА ДИФФУЗИЮ АТОМОВ ПРИМЕСИ В КРИСТАЛЛАХ КРЕМНИЯ

Получено уравнение диффузии примесных атомов в кристаллах кремния, на основе которого может быть определено влияние заряженных кластеров в кристалле кремния на процесс переноса примеси. По- казано, что характерной особенностью этого влияния является возникновение дополнительного потока примесных атомов, который может привести к сегрегации примеси.

Ключевые слова: диффузия, сегрегация, кластер, примесь, кремний.

Стр. 763


R. Kaczmarek and A. A. Stachel

EFFECTIVENESS OF OPERATION OF ORGANIC RANKINE CYCLE INSTALLATION APPLIED IN THE LIQUID NATURAL GAS REGASIFICATION PLANT

Analysis of the operation of an Organic Rankine Cycle (ORC) installation heated by a low-temperature heat source is presented for the case where a condenser of a working fluid is cooled by a liquid of ultralow temperature. For this purpose, the process of regasification of Liquid Natural Gas (LNG) is considered. In the process, the condensation heat of the working fluid in ORC is taken by the LNG evaporating subsequently (i.e., undergoing regasification). The paper presents the schematic of this installation and its application, as well as the results of calculations on the basis of the analysis in terms of the power and efficiency. In the analysis, organic fluids used in the ORC as working ones have been selected.

Ключевые слова: ORC power plant, LNG, LNG regasification plant.

Стр. 767

ОБЗОРЫ


Н. А. Фомин

УДАРНЫЕ ВОЛНЫ В ИНЕРТНЫХ И РЕАГИРУЮЩИХ СРЕДАХ

"Ударные волны представляют особенный интерес с целого ряда точек зрения… С одной стороны там, где попытки интегрирования уравнений без введения разрывов (т. е. ударных волн) приводят к тем или иным парадоксам и к невозможности решения этих уравнений, теория ударных волн разрешает па- радоксы и позволяет сконструировать режим движения при любых условиях. С другой стороны, ударные волны сами представляют собой парадоксальное явление. Они парадоксальны в том смысле, что, не вводя никаких предположений о диссипативных силах — о вязкости и теплопроводности, мы из элементарных соображений получаем законы ударных волн, в которых заключено возрастание энтропии, т. е. законы, в которых заключена необратимость процессов, происходящих в ударной волне".

Ключевые слова: ударная волна, горение, детонация, сверхзвуковые течения.

Стр. 774

ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС В ПРОЦЕССАХ ГОРЕНИЯ

ОБЗОРЫ

 


          

2010 © Институт тепло- и массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси

ул. П.Бровки, 15, 220072, г. Минск
Приёмная: +375(17)2842136, факс: +375(17)2922513
E-mail: office@hmti.ac.by