ТОМ 83,


О СВОЙСТВАХ СТАЛИ, МОДИФИЦИРОВАННОЙ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОМАТЕРИАЛАМИ
Представлены результаты исследования методом атомно-силовой микроскопии поверхности стали, модифицированной углеродными наноматериалами с различным содержанием углеродных наноструктур. Проведены испытания на микротвердость и определена толщина модифицированного слоя.
Автор:  С. А. Жданок, А. И. Свириденок, М. И. Игнатовский, А. В. Крауклис, Т. А. Кузнецова, С. А. Чижик, К. О. Борисевич
Ключевые слова:  углеродные наноматериалы, нанотрубки, нановолокна, сталь, температурная обработка, атомно-силовая микроскопия, микротвердость.
Стр:  3

ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ НА УСТАНОВКЕ С ПЛАЗМОТРОНОМ И РАБОЧЕЙ ЗОНОЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
Представлены результаты экспериментальных исследований условий образования углеродных наноструктур в плазмохимическом реакторе прямоугольного сечения из продуктов разложения углеводородов в низкотемпературной плазме. Определено влияние дополнительной области течения потока на процесс. Приведены данные по содержанию структурированного углерода в получаемом материале и производительности процесса.
Автор:  С. А. Жданок, И. Ф. Буяков, А. В. Крауклис, А. Н. Лактюшин, К. О. Борисевич, М. В. Кияшко
Ключевые слова:  углеродные наноматериалы, нанотрубки, нановолокна, разложение углеводородов, плазма, электрический разряд, плазмотрон.
Стр:  8

ЭФФЕКТИВНОСТЬ БРОУНОВСКОГО ОСАЖДЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ИЗ ГАЗОВОГО ПОТОКА В ТРУБЕ
Проведено сравнение экспериментальных данных, аналитических результатов и численных расчетов броуновского осаждения сферических наночастиц. Показано, что для наночастиц меньше 10 нм и больше 5 нм относительное расхождение  экспериментальных данных и аналитических результатов не превышает 15%. В других диапазонах радиусов наночастиц расхождение существенно меньше.
Автор:  С. П. Фисенко
Ключевые слова:  характерная длина осаждения, коэффициент броуновской диффузии, вероятность прохождения.
Стр:  11

ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПОДОГРЕВА РАБОЧЕГО ТЕЛА НА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЯГОВЫХ МОДУЛЕЙ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ДЕТОНАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Приведено теоретическое обоснование к расчету термодинамического цикла двигателей с детонационным сгоранием топлива, реализуемого в тяговых модулях пульсирующих детонационных двигателей. Получена система уравнений для расчета параметров детонационных волн сгорания при различных условиях их возбуждения. На их базе проведены исследования влияния различных факторов на параметры детонационных волн сгорания и соответственно на работу цикла, термический КПД и удельные параметры пульсирующих детонационных двигателей. Установлено, что потери, связанные с необратимостью процесса подвода теплоты в детонационных волнах сгорания, являются существенно более низкими при установке тяговых модулей в потоке подогретого газа. Показано, что температура рабочего тела, подаваемого в тяговые модули, является определяющим фактором, влияющим на термодинамическую эффективность цикла детонационного сгорания топлива. Получены обобщенные характеристики в виде однопараметрических зависимостей удельных параметров тяговых модулей пульсирующих детонационных двигателей от температуры подаваемого в них рабочего тела.
Автор:  Ю. Н. Нечаев
Ключевые слова:  детонация, дефлаграция, теплота сгорания, энтропия, необратимость, детонационное сгорание, пульсирующий двигатель.
Стр:  15

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Предложена физико-математическая модель, позволяющая рассчитывать тепловые режимы электрических печей сопротивления. Модель пригодна для описания различного типа футеровок и нагреваемых изделий. Она включает в себя в качестве составных частей следующие модели: переноса теплового излучения в рабочем пространстве печи, нестационарного нагрева целевых изделий, нестационарного нагрева футеровки печи, внешнего теплообмена ограждающих конструкций печи. Обсуждаются особенности численного метода решения предложенной модели. Приведен пример расчета камерной электропечи сопротивления для случаев, когда она футерована шамотным кирпичом и легковесными волокнистыми материалами. Показано, что для данного типа печей замена футеровки на волокнистую повышает тепловую эффективность работы в 2-2.5 раза.
Автор:  П. С. Гринчук
Ключевые слова:  электрическая печь сопротивления, тепловой режим, математическое моделирование.
Стр:  28

УЧЕТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ МЕЖДУ ЭЛЕМЕНТАМИ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЯ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СЛОЙ-ОСНОВАНИЕ
Получено аналитическое решение краевой задачи теплопроводности для трибосистемы, состоящей из полубесконечного основания и плоскопараллельного слоя, скользящего с постоянной скоростью по его поверхности. Тепловой контакт слоя и основания неполный. Найдены асимптотики решения для малых и больших значений времени. Для материалов фрикционной пары металло-керамический слой-чугунное основание исследовано влияние коэффициента термической проводимости контакта на распределение температуры.
Автор:  Евтушенко А., Куцей М.
Ключевые слова:  температура, теплопередача, термическая проводимость контакта, тепловая задача трения.
Стр:  38

КРИТЕРИЙ РАЗРУШЕНИЯ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ СТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА
Получено уравнение, определяющее стохастический характер развития хрупкого разрушения нагруженного материала в результате развития в нем трещины разрушения при наличии стационарного тепломассопереноса. Показано, что эволюция трещины разрушения определяется приращением термодинамического потенциала материала с изменением ее характерного размера (длины). Исходя из указанного уравнения, дана оценка средней долговечности нагруженного материала с внутренней прямолинейной трещиной в условиях стационарного тепломассопереноса. Из условия стационарности потенциала установлены критерий хрупкого разрушения материала и возможность закрытия трещины разрушения.
Автор:  В. В. Шевелев
Ключевые слова:  хрупкость, разрушение, трещина, стохастичность, тепломассоперенос, стационарность, долговечность.
Стр:  47

ИНТЕГРАЛЬНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ КОЭФФИЦИЕНТНОЙ ЗАДАЧИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
На основе дифференциальных преобразований предложен устойчивый интегрально-дифференциальный метод решения обратной задачи теплопроводности. Выполнена апробация метода на примере определения коэффициента температуропроводности при квазистационарном оплавлении и прогреве образца кварцевой стеклокерамики.
Автор:  В. Л. Баранов, А. А. Засядько, Г. А. Фролов
Ключевые слова:  обратная задача теплопроводности, дифференциальные преобразования, теплофизические характеристики, теплозащитный материал, аналитическая модель.
Стр:  54

ФИЗИЧЕСКОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АКУСТОКОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ РИСА
Обсуждаются расчетные и экспериментальные данные по акустоконвективной сушке неочищенного корейского риса. Анализируются данные по сушке риса в трех сушильных камерах: двух установках ИТПМ СО РАН - сушильные камеры малого и среднего поперечного сечения, и установкe большого поперечного сечения, созданной совместно Корейским политехническим университетом и Dooson Co., LTD, на основе акустоконвективной технологии, разработанной в ИТПМ СО РАН. В частности, приводятся расчетные распределения скоростей по сечению камеры в установке большого поперечного сечения. Эксперимент показал, что использование двухмодового акустического сигнала для сушки риса не влияет на результаты сушки в сравнении с одномодовым режимом. Скорость сушки риса, расположенного в камере звукового генератора, отличалась от скорости сушки в сушильной камере. Расчетная методика была верифицирована по амплитудно-частотным характеристикам генератора Гартмана.
Автор:  Федоров А. В., Федорченко И. А., Ан  С. Б., Д. Х. Ли, Чу  К. М.
Ключевые слова:  акустическая сушка материалов.
Стр:  64

A METHOD FOR MEASURING SPECIFIC HEAT CAPACITY OF LAYERED STRUCTURES USING BOUBAKER POLYNOMIALS EXPANSION SCHEME
An original method is used to measure the specific heat capacity of some layered structures. The conjoint theoretical-experimental measurement protocol is based on photothermal data and polynomial expansion mathematical analysis. The obtained value of the specific heat capacity for a solar cell buffer material is compared to recently reported results.
Автор:  Boubaker K.
Ключевые слова:  Specific heat capacity, ZnIn2S4, condensed matter, photothermal techniques.
Стр:  74

ФОРМИРОВАНИЕ КОНДЕНСИРОВАННОЙ ФАЗЫ МЕТАЛЛОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НИХ СУБМИКРОСЕКУНДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ
С помощью методики лазерного зондирования определены закономерности формирования жидкокапельной фазы ряда металлов (Ni, Zn, Pb, Ag и Cu) при воздействии на металлические мишени интенсивных субмикросекундных импульсов. Установлено, что основным механизмом формирования жидкокапельной фазы металла при данных условиях воздействия является конденсация из паров эрозионного лазерного факела.
Автор:  В. К. Гончаров, К. В. Козадаев
Ключевые слова:  эрозионный лазерный факел, субмикросекундные импульсы излучения, лазерное зондирование, конденсированная фаза металлов.
Стр:  80

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭРОЗИОННОЙ ПЛАЗМЫ В ОБЛАСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОТОКА С ПРЕПЯТСТВИЕМ
Приведены результаты исследований характеристик эрозионного плазменного потока, направленного на препятствие. Впервые получены квазистационарные сферические плазменные образования, устойчиво существующие более 50 мкс. Показано, что с помощью изменения динамических характеристик набегающего потока можно управлять параметрами, протяженностью и локализацией кумулятивной зоны.
Автор:  П. П. Храмцов, О. Г. Пенязьков, В. М. Грищенко, И. А. Ших
Ключевые слова:  кумулятивная зона, плазма, эрозионный плазменный ускоритель.
Стр:  85

СПИРАЛЬНЫЕ ВИХРИ В ПОЛЗУЩЕМ ТЕЧЕНИИ
На примере частных решений уравнений Стокса показано, что в ползущем течении существует спиральный вихрь. Решения получены с помощью локальной теории, позволяющей понизить размерность задачи вплоть до единицы в результате использования спиральной координаты и координатного разложения в окрестности особенности. При этом осевая координата "замораживается", т. е. входит в уравнения как параметр. Рассмотрены особенности типа фокуса и предельного цикла.
Автор:  С. К. Бетяев
Ключевые слова:  фокус, предельный цикл, уравнение Стокса, монополь, колоннообразный вихрь, конусообразный вихрь.
Стр:  90

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ И ДИФРАКЦИЯ СКАЧКОВ УПЛОТНЕНИЯ ПРИ ОБТЕКАНИИ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ, РАСПОЛОЖЕННЫХ ВБЛИЗИ ПОВЕРХНОСТИ
Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований сверхзвукового (M = 4.03, Re1 = 55x106 м-1) обтекания двух тел вращения с коническими головными частями с углом раствора &thetas; = 40o и цилиндрическими корпусами с удлинением λ = 5, расположенных вблизи плоской поверхности под нулевыми углами атаки на относительном удалении друг от друга Z = 1.4. Проведено сопоставление структуры ударных волн, формирующихся в зоне аэродинамической интерференции тел вращения при их свободном полете и полете над поверхностью на расстоянии Y = 0.96. Продемонстрирована возможность удовлетворительного предсказания газодинамической структуры реализующихся течений и аэродинамических характеристик рассматриваемых тел на основе численного решения уравнений Эйлера.
Автор:  В. Ф. Волков, Е. К. Дерунов, А. И. Максимов
Ключевые слова:  аэродинамическая интерференция, эксперимент, тело вращения, пластина, скачок уплотнения, дифракция, коэффициент давления, уравнения Эйлера, волновая структура.
Стр:  98

РАДИАЦИОННОЕ УСИЛЕНИЕ ЭФФЕКТА МЕТЕОТРОНА
Численно и аналитически исследуется динамика интенсивной восходящей конвективной струи в атмосфере. Наибольшее внимание уделено взаимодействию струи с устойчиво стратифицированными "задерживающими слоями". Рассматривается возможное влияние радиационных эффектов - тепловыделения, связанного с поглощением коротковолнового солнечного излучения содержащимся в струе углеродным аэрозолем, на динамику струи. Упомянутый аэрозоль генерируется при сгорании топлива в "метеотроне", а также может дополнительно вноситься в струю для ее усиления. Показано, что радиационные эффекты в принципе могут заметно способствовать подъему струи.
Автор:  Л. Х. Ингель
Ключевые слова:  конвективные струи, атмосфера, метеотрон, задерживающие слои, радиационные эффекты, объемное тепловыделение.
Стр:  111

EFFECTS OF CHEMICAL REACTION ON FREE CONVECTION FLOW THROUGH A POROUS MEDIUM BOUNDED BY A VERTICAL SURFACE
The effect of a chemical reaction on a free convection flow through a porous medium bounded by a vertical infinite surface has been studied.  Velocity, temperature, and concentration profiles have been obtained for different values of parameters like the Grashof number, Prandtl number, and the chemical reaction parameter in the presence of homogeneous chemical reaction of first order. It is observed that the velocity and concentration increase during a generative reaction and decrease in a destructive reaction. The same is true for the behavior of the fluid temperature. The presence of the porous media diminishes the temperature.
Автор:  Mahapatra N., Dash G. C., Panda S., Acharya M.
Ключевые слова:  Chemical reaction, porous medium, generative reaction, Eckert number.
Стр:  118

К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОПТИМАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ СКОРОСТИ ГАЗА ПРИ ДВИЖЕНИИ И ТЕПЛООБМЕНЕ ЧАСТИЦ
В низкочастотной области получено аналитическое выражение для оптимальной частоты колебаний скорости газа, при которой достигается максимальная интенсивность теплообмена между газом и частицами. Приведено сравнение значений частоты колебаний скорости газа, полученных по предложенному выражению, с результатами численного моделирования для различных диаметров частиц.
Автор:  Акулич П. В.
Ключевые слова:  динамика частиц, теплообмен, колебания частиц и газа.
Стр:  128

ОДНОСКОРОСТНАЯ МОДЕЛЬ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОЙ СРЕДЫ
Построена модель односкоростной теплопроводной гетерогенной среды с релаксационным законом теплопередачи Фурье. Показано, что уравнения модели относятся к гиперболическому типу. Представлены результаты численных экспериментов для трехкомпонентной смеси идеальных газов, выполненные с использованием конечно-разностной схемы Куранта-Изаксона-Риса.
Автор:  В. С. Суров
Ключевые слова:  односкоростная многокомпонентная теплопроводная среда; релаксационный закон теплопередачи Фурье; гиперболические системы недивергентного вида, численное моделирование.
Стр:  132

ВЛИЯНИЕ ЭЛАСТИЧНЫХ ГРАНИЦ В ЗАДАЧАХ ГИДРОСТАТИКИ
Рассмотрены возможность и условия применения уравнения Бернулли для эластичного трубопровода. Отмечено, что форма этого уравнения не изменяется по сравнению с уравнением в жестком трубопроводе. Показано, что статическое давление, входящее в уравнение Бернулли, не тождественно давлению в уравнении импульса. Решена гидростатическая задача распределения давлений по высоте стакана с жестким дном и эластичными стенками, заполненного жидкостью. Найдена форма стенки этого стакана.
Автор:  А. Н. Волобуев, А. П. Толстоногов
Ключевые слова:  уравнение импульса, уравнение Бернулли, эластичный трубопровод, стакан с эластичными стенками.
Стр:  142

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ВОДОРОДНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Одним из экономически выгодных методов генерирования водорода для автономных потребителей является силиколевый. Приведена методика расчета циркуляционного контура баллонного газогенератора. Рассмотрены ограничения, накладываемые на скорость потока в трехфазной реагирующей системе. Установлено, что скорость реакции в контуре как диссипативной структуре симбатна изменению энергии Гиббса.
Автор:  В. Б. Трошенькин
Ключевые слова:  водород, методика расчета газогенератора, энергия Гиббса.
Стр:  149

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА САЖЕОБРАЗОВАНИЕ В ПЛАМЕНИ ПРИ НИЗКОМ ДАВЛЕНИИ
Исследовано влияние электрического поля в виде газового разряда на форму пламени, выход сажи, рентгенографические и структурные параметры сажевых частиц, на выход фуллеренов и полициклических ароматических углеводородов. Показано, что внешнее электрическое поле позволяет управлять процессами, происходящими в пламени, а также сажеобразованием, и даже увеличивать выход сажи при определенных условиях. Установлено, что высота сажевого пакета Lc и межплоскостное расстояние d002 практически не меняются при росте величины напряжения, что подтверждает отсутствие графитизации при воздействии электрического поля. Выявлено, что отрицательная полярность в большей степени влияет на повышение выхода фуллеренов с ростом величины прикладываемого напряжения по сравнению с положительной полярностью.
Автор:  Н. Г. Приходько
Ключевые слова:  пламена, горение, сажа, электрическое поле, давление, углеводородное топливо, фуллерены.
Стр:  154

ПАРОВОЙ ТЕРМОЛИЗ ОТХОДОВ ШИН: МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРИ ДОЖИГАНИИ ПОПУТНОГО ГАЗА С ОТРАБОТАННЫМ ПАРОМ
На основании опыта промышленной эксплуатации парового термолиза измельченных отходов шин в компании "EnresTec Inc" (Тайвань), получающей этим методом высококачественный технический углерод, жидкое пиролизное топливо и попутный горючий газ, предложен ряд технических решений и расчетно-аналитических обоснований для модернизации и интенсификации процесса путем дожигания попутного газа с отработанным паром, конденсируемым в скруббере водной газоочистки продуктов дожигания. Достигается полная чистота конденсата от органических примесей пиролиза и исключается необходимость его сепарации от жидкого топлива, как это имеет место в действующем процессе.
Автор:  В. А. Кaлиткo
Ключевые слова:  отходы, переработка шин, пиролиз, топливо, углерод, газ, пар, модернизация.
Стр:  162

ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА СМЕСЕЙ РАЗРЕЖЕННЫХ НЕЙТРАЛЬНЫХ ГАЗОВ. СИСТЕМА ВОДОРОД-АРГОН
Рассмотрена методика обобщения транспортных свойств смесей разреженных газов на базе соотношений молекулярно-кинетической теории и потенциалов межчастичных взаимодействий. Для бинарной смеси Ar-H2 выполнена с помощью весового метода наименьших квадратов совместная обработка данных о вязкости чистых компонентов и смесей, а также о коэффициенте концентрационной диффузии и факторе термодиффузии. Восстановлены параметры трех функций Леннарда-Джонса (m-6) потенциалов взаимодействия атомов Ar и молекул H2. Рассчитаны таблицы справочных данных транспортных свойств в интервалах температур 200-2000 К и концентраций x(Ar) от 0 до 1.
Автор:  А. Г. Шашков, А. Ф. Золотухина, Л. Р. Фокин, А. Н. Калашников
Ключевые слова:  газы, газовые смеси, транспортные свойства, водород, аргон, вязкость, коэффициент диффузии, фактор термодиффузии, потенциал взаимодействия, справочные данные.
Стр:  169

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ, МЕХАНИЗМ И КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСОВ Pd2+ В МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ПАЛЛАДИИ
Рассмотрен вопрос о возможности образования молекулярных комплексов Pd2+ в металлическом палладии. Показано, что в структуре гранецентрированного куба кристаллической решетки палладия имеются энергетические и геометрические предпосылки образования из атомов, расположенных в центрах смежных граней решетки, молекулярных комплексов Pd2+ с дыркой в 4d-оболочке одного из атомов. Проведена оценка содержания этих комплексов и дырок, приходящихся в среднем на один атом палладия. Рассмотрены возможные механизм и кинетика образования молекулярных комплексов Pd2+ в металлическом палладии.
Автор:  Н. В. Пискунов, Ю. Т. Синяпкин, Н. А. Протопопов, В. М. Кульгавчук
Ключевые слова:  атом, водородная деградация, гетерогенный катализ, гранецентрированный куб, кристаллическая решетка, кинетика, металли- ческий палладий, механизм, молекулярный комплекс палладия, экраниро- ванный комплекс водорода.
Стр:  189

A PHOTOACOUSTIC AND ULTRASONIC STUDY ON JATROPHA OIL
Using the photoacoustic technique, the thermal diffusivity of the dimethoxymethane + jatropha liquid mixture and pure jatropha oil is measured at room temperature. The result is correlated with the result of ultrasonic measurements.
Автор:  Krishna Bama G., Ramachandran K.
Ключевые слова:  Photoacoustics, thermal properties, jatropha oil.
Стр:  193

ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ИЗ ПОРИСТОГО ТЕЛА ПРИ НАЛИЧИИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В НЕМ
Рассматривается нестационарный процесс экстрагирования из пористого тела, моделируемого системой полубесконечных капилляров, связанных с группой непроточных каналов, когда скорость переноса вещества в потоке складывается из двух компонентов - постоянной составляющей скорости и периодической по времени добавки к первой, которая предполагается малой по амплитуде. Найдены аналитические зависимости для представляющих практический интерес характеристик массообмена: концентрации и диффузионного потока как для главного приближения, так и для поправочного учета периодического воздействия на систему.
Автор:  А. И. Мошинский
Ключевые слова:  двухкомпонентность, массообмен, периодичность, пористое тело, извлечение.
Стр:  209

ПЕРЕНОС ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОММУНИКАЦИЯМ И СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ MoF6 ИЗ ГАЗОВОГО ПОТОКА
Представлены результаты исследования сорбции гексафторида молибдена MoF6 на гранулированном фтористом натрии NaF, а также приведены данные измерений потерь MoF6 при транспорте по технологическим коммуникациям реакторной ампульной установки с жидкосолевым топливом.
Автор:  А. А. Артюхов, Я. М. Кравец, М. Б. Серегин, Д. Ю. Чувилин, А. В. Шатров, Н. Г. Щепетов
Ключевые слова:  сорбент, радиоизотопы, расплав солей, гексафторид молибдена, Mo-99, фторид натрия.
Стр:  222

О СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕМ ЗЕРНИСТОМ СЛОЕ
На основе двухтемпературной модели выполнено математическое моделирование свободной конвекции в тепловыделяющем зернистом слое при постоянном и экспоненциальном видах тепловыделения. Установлены экстремальный характер зависимости расхода газового теплоносителя от мощности тепловыделения и "запирание" слоя (прекращение фильтрации теплоносителя) при повышенных величинах тепловыделения. Получены безразмерные зависимости для расчета расхода теплоносителя и его выходной температуры в области устойчивой конвекции.
Автор:  Г. И. Ковенский, Ю. С. Теплицкий, В. И. Ковенский
Ключевые слова:  зернистый слой, свободная (естественная) конвекция, запирание слоя, двухтемпературная модель, теплоноситель.
Стр:  229

АНАЛИЗ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН, ДРЕНИРУЮЩИХ ДЕФОРМИРУЕМЫЕ ПЛАСТЫ
Предложена новая комплексная методика оценки изменения проницаемости трещиноватого или чувствительного к изменению давления пористого пласта, основанная на аналитическом и численном моделировании притока жидкости к скважине. Исходными данными для анализа являются результаты гидродинамических исследований скважин. Аналитические решения прямой и обратной задач позволяют оценить изменение проницаемости при снижении давления. Численное моделирование нестационарного притока жидкости к скважине (прямая задача) позволяет определить диагностические признаки присутствия изменения проницаемости пласта по динамике забойного давления, а также оценить качество полученных при решении обратной задачи оценок. Методика апробирована на результатах гидродинамических исследований ряда скважин.
Автор:  А. А. Щипанов
Ключевые слова:  Деформируемый пласт, трещиноватый пласт, пористая среда, фильтрация, изменение проницаемости, гидродинамические исследования скважин, гидродинамическое моделирование.
Стр:  235

ПЕРЕНОС ВЕЩЕСТВА В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ, НАСЫЩЕННОЙ ПОДВИЖНОЙ И НЕПОДВИЖНОЙ ЖИДКОСТЬЮ
Рассмотрена задача переноса вещества в пористой среде, состоящей из двух зон: а) с транзитными порами (с подвижной жидкостью), б) с неподвижной жидкостью (со связанной водой), с учетом эффектов конвективного переноса, гидродинамической дисперсии, адсорбции вещества и внутреннего массопереноса между обеими зонами. Определены поля концентрации вещества, адсорбции, внутреннего массопереноса для различных случаев, определяемых характером адсорбции и внутреннего массообмена. Установлено, что наличие зон с неподвижной жидкостью значительно влияет на общие характеристики переноса вещества в пористой среде.
Автор:  Б. Х. Хужаёров, Ж. М. Махмудов, Ш. Х. Зикиряев
Ключевые слова:  адсорбция вещества, внутренний массоперенос, гидродинамическая дисперсия, зоны с подвижной и неподвижной жидкостью, перенос вещества, пористая среда.
Стр:  248

ОБ ОСНОВНЫХ СПОСОБАХ СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ В ПРОЦЕССАХ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ
Теоретически обосновывается возможность существенного снижения теплопотребления при сушке влажных материалов путем искусственного замедления процесса. Проанализированы основные варианты организации сушки с повышенной эффективностью.
Автор:  М. М. Разин
Ключевые слова:  сушка, энергосбережение, тепловой к. п. д., правила, замедление, балластные зоны, импульсный режим, рециркуляция, способы.
Стр:  255

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ В СЛОИСТЫХ ГИБРИДНЫХ КОМПОЗИТАХ РЕГУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ СО ЩЕЛЕВИДНЫМИ СЛОЯМИ
Предложены модели теплопроводности слоистой среды с регулярно чередующимися щелевидными слоями без учета и с учетом времени релаксации материалов фаз композиции. Показано, что эффективные коэффициенты теплопроводности такой среды существенно зависят от температуры композиции. Проведены конкретные расчеты эффективных характеристик слоистых композиций в зависимости от температуры, поперечного размера щелевидных слоев и их удельного объемного содержания.
Автор:  Янковский А. П.
Ключевые слова:  теплопроводность, гибридные композиты, щелевидные слои, обобщенный закон Фурье, закон Стефана-Больцмана, время релаксации.
Стр:  264

СОПРЯЖЕННЫЙ ТЕПЛООБМЕН ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ДИСКА С ОТВЕРСТИЯМИ
Рассматриваются вопросы, связанные с моделированием сопряженного теплообмена при обтекании вращающегося диска с отверстиями потоком вязкой сжимаемой жидкости. Обсуждается дискретизация уравнений, описывающих распределение температуры внутри твердого тела и характеристики течения жидкости, построение расчетных сеток и управление шагом интегрирования по времени. Приводятся результаты расчетов температуры металла в контрольных точках модели и распределение коэффициента теплоотдачи по ее границам.
Автор:  К. Н. Волков
Ключевые слова:  сопряженный теплообмен, вращающийся диск, численное моделирование, турбулентность
Стр:  273

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ В ДИЭЛЕКТРИКАХ И МЕТАЛЛАХ НА БАЗЕ МОЛЕКУЛЯРНО-РАДИАЦИОННОЙ ТЕОРИИ ПЕРЕНОСА
Излагаются активационные механизмы переноса субстанции в конденсированных средах. Представлены аналитические выражения для электронной, фотонной и диффузионной теплопроводности в зависимости от температуры, плотности и микроскопических характеристик сред. Получена температурная зависимость плотности свободных электронов в проводниках. Приведены результаты сопоставления теоретических и экспериментальных данных.
Автор:  Н. И. Никитенко
Ключевые слова:  электронный, фотонный и диффузионный механизмы теплопроводности, активационные процессы, молекулярно-радиационная теория переноса, плотность свободных электронов
Стр:  284

УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ РАСТВОРЕНИЯ НАКИПИ В КОТЛАХ
Рассмотрены три метода растворения (отмывки) отложений на поверхности теплообменных каналов.
Автор:  Б. Я. Каменецкий
Ключевые слова:  теплообменные каналы, отложения накипи, карбонат кальция, растворение отложений, сброс нагрузки, пузырьковое кипение.
Стр:  294

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЛИНЫ СВОБОДНОГО ДИФФУЗИОННОГО ФАКЕЛА ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, РАЗБАВЛЕННЫХ ИНЕРТНЫМИ ГАЗАМИ
Проведено экспериментальное исследование длины единичных горящих факелов метана и водорода при предварительном разбавлении их инертным газом (азотом или гелием). Истечение горючих газов в атмосферу происходило через цилиндрические насадки диаметром 4 и 8 мм. Числа Рейнольдса на срезе насадки менялись в диапазоне 400-12 000. Получена четкая зависимость длины факела от количества подмешанного инертного газа. Обобщение экспериментальных данных позволило рекомендовать формулы для инженерных расчетов свободных ламинарных и турбулентных факелов.
Автор:  Ю. В. Полежаев, Б. А. Воробьев, Г. К. Коровин, Д. И. Ламден, И. Л. Мостинский, Р. Л. Шигин
Ключевые слова:  горение, пламя, длина факела, инертный газ, разбавление.
Стр:  298

ПОДАЧА ПАРА И ЭФФЕКТ ПАРОТЕРМИЧЕСКОГО ЗАТВОРА ПРИ ТЕРМОЛИЗЕ ОТХОДОВ ШИН В ШНЕКОВОМ РЕАКТОРЕ
На основе опыта промышленной эксплуатации рассмотрен и аналитически обоснован эффект парового затвора при пиролизе отходов шин в шнековом реакторе с перегретым паром, где при общем пониженном давлении локальная подача пара создает указанный эффект и препятствует доступу воздуха в реактор без применения шлюзов или клапанов для герметизации его загрузки-выгрузки. Показано, что повышение производительности пиролиза за счет нагрева паром составляет 10-15% и ограничено диффузионным теплопереносом в слое загрузки реактора.
Автор:  В. А. Кaлиткo
Ключевые слова:  отходы, шины, переработка, пиролиз, пар, давление, разрежение.
Стр:  304

ТЕПЛОМАССООБМЕН ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВОДОРОДА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ВОДОУГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ
Экспериментально доказана возможность электрохимической газификации водоугольной суспензии при температуре 180-460 oС и давлении 7-20 МПа. Получаемый генераторный газ содержит в основном водород и диоксид углерода, а также следы метана, пропана и монооксида углерода. После отмывки углекислого газа слабыми растворами щелочи водород направляют для использования в энергетике. Жидкая фаза содержит незначительное количество углеводородов. Рассмотрен тепломассообмен между реагирующими средами в электролизере в условиях фазовых превращений при частичном поглощении образующихся газов.
Автор:  В. Б. Трошенькин, В. П. Маркосова, Б. А. Трошенькин
Ключевые слова:  водород, углерод, углеотходы, водоугольная суспензия, расчет электролизера, энергия Гиббса.
Стр:  310

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАКРУЧЕННОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ В СЕПАРАТОРЕ С БИКОНИЧЕСКИМИ ТАРЕЛКАМИ
Проведено численное моделирование турбулентного закрученного течения в зазоре между вращающимися конусами, представляющем собой рабочий элемент тарельчатого центробежного сепаратора. На основе введенной ортогональной биконической системы координат моделируется численное решение уравнений Рейнольдса, замыкание которых проводится с помощью известной дифференциальной двухпараметрической k-ω модели турбулентности Уилкокса. Результаты численного решения представлены в виде распределения осредненных компонент скорости и характерных параметров турбулентности в зависимости от режимных и геометрических параметров в рабочем элементе сепаратора, достоверность которых подтверждается сравнением с тестовыми расчетами и известными опытными данными.
Автор:  А. В. Шваб, А. Г. Чепель
Ключевые слова:  турбулентное течение, биконическая система координат, разнесенная сетка, сепаратор, центробежная сила, турбулентные напряжения, обобщенный метод переменных направлений.
Стр:  318

ТУРБУЛЕНТНЫЙ РЕЖИМ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕРМОГРАВИТАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ В ЗАМКНУТОЙ ПОЛОСТИ
Проведен численный анализ нестационарной турбулентной естественной конвекции в замкнутой области с теплопроводными стенками конечной толщины и источником тепловыделения, расположенном в основании полости, в условиях конвективно-радиационного теплообмена с внешней средой. Получены типичные распределения термогидродинамических параметров (линии тока, поля температуры, кинетической энергии турбулентности и скорости диссипации кинетической энергии турбулентности) в достаточно широком диапазоне изменения числа Грасгофа 107 ⪇ Gr ⪇ 109. Представлены результаты, характеризующие масштабы влияния фактора нестационарности и относительного коэффициента теплопроводности материала окружающих стенок на интенсивность теплопереноса. Установлено корреляционное соотношение для определения среднего числа Нуссельта на поверхности источника тепловыделения.
Автор:  Г. В. Кузнецов, М. А. Шеремет
Ключевые слова:  сопряженный теплоперенос, турбулентность, естественная конвекция, источник тепловыделения, замкнутая область.
Стр:  326

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УГЛА НАКЛОНА КРУГЛОРЕБРИСТЫХ ТРУБ НА СВОБОДНО-КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН ШАХМАТНОГО ПУЧКА В НЕОГРАНИЧЕННОМ ОБЪЕМЕ ВОЗДУХА
Приведены результаты экспериментального исследования средней теплоотдачи свободной конвекции воздуха в пятирядных шахматных пучках из труб с накатными спиральными ребрами при изменении угла наклона продольной оси трубы от 0 до 60о. Исследование выполнено полным тепловым моделированием. Измерена средняя теплоотдача каждого ряда пучка по направлению свободного движения воздуха. Опытные данные обобщены уравнениями подобия для расчета средней теплоотдачи пучков и отдельных их рядов, охватывающих интервал изменения числа Рэлея, характерный для режимов эксплуатации промышленных теплообменников из подобного типа ребристых труб.
Автор:  В. Б. Кунтыш, А. В. Самородов
Ключевые слова:  круглоребристая труба, свободная конвекция воздуха, приведенный коэффициент теплоотдачи, уравнение подобия, поперечный ряд, тепловое моделирование.
Стр:  338

ОБ ОДНОМ ВАРИАНТЕ МЕТОДА ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕЧЕНИЙ ОДНОСКОРОСТНОЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ
Описан вариант метода характеристик, предназначенный для интегрирования уравнений односкоростной многокомпонентной смеси в адиабатическом приближении на фиксированных сетках.
Автор:  В. С. Суров
Ключевые слова:  односкоростная многокомпонентная среда; гиперболические системы; метод характеристик; численное моделирование.
Стр:  345

ОБ ОДНОМ СПОСОБЕ ПРИБЛИЖЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ РИМАНА ДЛЯ ОДНОСКОРОСТНОЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ
Представлен способ приближенного решения задачи Римана на основе характеристических соотношений, который может быть использован в численных схемах метода Годунова для интегрирования уравнений, описывающих односкоростную многокомпонентную смесь в адиабатическом приближении.
Автор:  В. С. Суров
Ключевые слова:  односкоростная многокомпонентная среда, гиперболические системы недивергентного вида, задача Римана, численное моделирование.
Стр:  351

ANALYSIS OF THE EFFECTS OF INLET TEMPERATURE FREQUENCY IN FULLY DEVELOPED LAMINAR DUCT FLOWS
Unsteady heat transfer for fully developed laminar flow inside a parallel-plate channel and circular duct which are subjected to a periodically varying inlet temperature is studied. The thermal capacitance of the duct wall and the boundary condition which accounts for external convection are considered. An exact solution is presented for this extended Graetz problem as the result of using a new methodology based on a variational method. The quasi-steady approach which employs a heat transfer coefficient at the  liquid-solid interface is also investigated, and the results are compared with the variational solution. The damping and phase lag coefficients as functions of the inlet temperature frequency are presented in graphical form.
Автор:  Hadiouche A., Mansouri K.
Ключевые слова:  conjugated forced convection, internal laminar flow, periodic inlet temperature, quasi-steady model, analytical solution.
Стр:  357

РАДИАЦИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР
Проведено теоретическое исследование радиационной устойчивости углеродных наноструктур при воздействии на них электронного пучка. Расчеты выполнены с использованием аналитического выражения для сечения рассеяния релятивистских электронов на атомах углерода, а также данных по пороговой энергии смещения атомов из углеродной решетки, полученных с помощью метода молекулярной динамики. Найдены пределы стабильности углеродных наноструктур и основные параметры процесса. Вычисленные значения характерного времени процесса хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными.
Автор:  Г. Я. Герасимов
Ключевые слова:  углеродные наноструктуры, фуллерены, углеродные нанотрубки, графен, электронный пучок, радиационная устойчивость.
Стр:  369

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В НАНОЧАСТИЦАХ
Теоретически исследуются вопросы, связанные с влиянием размера наночастицы на протекающую в ней химическую реакцию. В качестве примера рассмотрена реакция окисления наноразмерной частицы кремния.
Автор:  В. В. Левданский, И. Смолик, П. Моравец
Ключевые слова:  наночастица, химическая реакция, размерный эффект.
Стр:  376

ГЕНЕРАТОР АБЛЯЦИОННОЙ ПЛАЗМЫ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ ИЗ МАТЕРИАЛА ДИЭЛЕКТРИКА ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ
Представлен источник плазмы высокой чистоты, работающий при атмосферном давлении, который обеспечивает генерацию плазмы из материала диэлектрика по аналогии с капиллярным разрядом. Для определения химического и ионизационного состава плазмы использован и спектроскопический подход, а для определения энергетических параметров - электрофизические методы. Разработанный эрозионный импульсный генератор позволяет получать низкотемпературную плазму при сравнительно низком давлении внутри разрядного объема.
Автор:  В. Б. Авраменко, А. М. Кузьмицкий, А. А. Мищук
Ключевые слова:  источник абляционной плазмы, плазма высокой чистоты, спектроскопические исследования плазмы, поверхностный разряд.
Стр:  381

ЭФФЕКТИВНАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ КОМПОЗИТА В СИЛЬНЫХ ПОЛЯХ
Разработаны метод и программа для ЭВМ для численного решения задачи усреднения нелинейного композита периодического строения. Произведены расчеты эффективной диэлектрической постоянной и эффективного коэффициента управляемости композита типа ферроэлектрик-диэлектрик для произвольных значений усредненного электрического поля (ранее такие вычисления проводились только в приближении слабых полей). Установлено, что явление стабильности эффективного коэффициента управляемости сохраняется для произвольных значений усредненного электрического поля.
Автор:  А. Г. Колпаков, С. И. Ракин
Ключевые слова:  эффективная управляемость, нелинейный композит периодического строения, эффективная диэлектрическая постоянная, эффективный коэффициент управляемости, метод градиента.
Стр:  386

МОЛЕКУЛЯРНО-СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ КРИСТАЛЛОВ С ТЕПЛОВЫМИ ВАКАНСИЯМИ. 1. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УЧЕТА ВКЛАДА ПОДСИСТЕМЫ ВАКАНСИЙ В РЕШЕТОЧНУЮ ТЕПЛОЕМКОСТЬ КРИСТАЛЛОВ
Предложена простая статистическая модель конденсированной системы с парным взаимодействием частиц, которая описывается потенциалом Леннард-Джонса. В предположении, что вероятность заполнения пары микроячеек равна произведению вероятностей заполнения одиночных ячеек, сформулирована вариационная задача по минимизации свободной энергии по внутреннему параметру модели. Получено аналитическое выражение для добавки к колебательной теплоемкости молекулярного кристалла с вакансиями. Рассмотрена уточненная модель, в которой учитывается корреляция в заполнении частицами пар микроячеек, и получено уточненное выражение для добавки к колебательной теплоемкости, содержащее соответствующие малые поправки.
Автор:  И. И. Наркевич, А. В. Жаркевич , Е. В. Фарафонтова
Ключевые слова:  конденсированная молекулярная система, тепловые вакансии, статистическая модель, корреляция, метод условных распределений, коррелятивные функции, потенциал средних сил, решеточная теплоемкость.
Стр:  394

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПО ДАННЫМ МНОГОКРАТНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Описывается и обосновывается регулярная статистика, позволяющая эффективно оценить параметры произвольного распределения для случая многократного эксперимента. Для вывода и обоснования статистики использована методология инженерной математики.
Автор:  Е. В. Чернухо
Ключевые слова:  регулярная статистика, оценка параметров, многократный эксперимент, калибровочная характеристика.
Стр:  403

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ