ТОМ 96, №5

ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ НАГРЕВА ТВЕРДОГО ТЕЛА ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
Исследован процесс нагрева неоднородного твердого тела лазерным излучением, описываемый одномерным параболическим уравнением с объемным источником тепла. Поставлена обратная задача определения закона изменения плотности мощности лазерного излучения по глубине твердого тела. В качестве дополнительного условия использовано распределение температуры по глубине тела в некоторый фиксированный момент времени. Построен дискретный аналог поставленной задачи с использованием конечно-разностных аппроксимаций. Для решения полученной разностной задачи предложено специальное представление, позволяющее расщепить эту задачу на две взаимно независимые разностные задачи. В результате получена явная формула, по которой восстанавливается закон изменения плотности мощности лазерного излучения по глубине твердого тела  
Автор:  Х. М. Гамзаев
Ключевые слова:  твердое тело, нагрев, лазерное излучение, объемный источник тепла, плотность мощности излучения, разностная задача, обратная задача
Стр:  1135

ТЕПЛООБМЕН ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ И СУШКЕ МАТЕРИАЛОВ В АНАЛИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТАХ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
Представлены результаты использования численных решений уравнений нестационарной теплопроводности в расчетах температуры теплоизоляционных материалов в процессах их термической обработки и сушки. Рассмотрена приближенная аппроксимация нелинейных коэффициентов переноса линейными коэффициентами с использованием метода линеаризации и итерации. Предложено упрощение решения уравнения нестационарной теплопроводности с использованием метода кусочно-ступенчатой аппроксимации коэффициентов переноса с учетом непрерывного изменения температуры материала на минимальных промежутках времени  
Автор:  А. И. Ольшанский, А. Н. Голубев
Ключевые слова:  влагосодержание, температура, сушка, влажное тело, число Био, коэффициент теплоотдачи
Стр:  1142

ВЛИЯНИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ДОБАВОК К ВОДЕ НА ЛОКАЛИЗАЦИЮ И ПОДАВЛЕНИЕ ГОРЕНИЯ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ
Экспериментально изучены процессы теплопереноса при прохождении капель огнетушащих составов высокотемпературной зоны пиролиза горючих материалов с использованием оптических методов диагностики и программно-аппаратного комплекса регистрации размеров капель. Определены количественная и объемная концентрации капель огнетушащих составов на основе воды в мелкодисперсном аэрозоле, генерируемом в трех режимах. Зарегистрированы условия прекращения пламенного горения и термического разложения типичного горючего материала при воздействии на него воды, 5% эмульсии пенообразователя,10% раствора бишофита и 20% раствора ФР-Лес 01. Определены размеры капель огнетушащих составов и их расходы, необходимые и достаточные для подавления пламенного горения и термического разложения типичных горючих материалов.  
Автор:  Г. В. Кузнецов, Н. П. Копылов, А. О. Жданова, К. О. Пономарёв , А. С. Свириденко
Ключевые слова:  пожаротушение, испарение, эндотермический процесс, капля, горючие материалы, специализированные добавки, поверхностное натяжение
Стр:  1150

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ПОДКРИТИЧЕСКИМ СТРИМЕРНЫМ РАЗРЯДОМ И ЕЕ ГОРЕНИЯ В КАНАЛЕ
Выполнено численное моделирование зажигания топливной (пропано-воздушной) смеси подкритическим стримерным разрядом, инициированным на стенках рабочего цилиндрического канала камеры сгорания при напряженности электрического поля, меньшей пробойной, на основе уравнения газовой динамики, описывающего распространение продуктов горения в канале, уравнения химической кинетики горения топливной смеси и соотношения, описывающего формирование и развитие стримерного разряда в ней, при варьировании начального давления в канале, коэффициента избытка пропана в топливной смеси и количества инициаторов стримерных разрядов. Результаты численных расчетов сравнивались с имеющимися данными физического эксперимента и результатами, полученными при зажигании топливной смеси многоточечным искровым разрядом  
Автор:  П. В. Булат, К. Н. Волков, Л. П. Грачев, И. И. Есаков, П. Б. Лавров, Н. В. Продан, П. С. Чернышов
Ключевые слова:  численное моделирование, плазменное горение, воспламенение, СВЧ-разряд, стримерный разряд, газовая динамика
Стр:  1160

ОСОБЕННОСТИ ГИДРОДИНАМИКИ И ГОРЕНИЯ МЕЛКИХ ТОПЛИВНЫХ ЧАСТИЦ В ВИХРЕВОЙ ЗОНЕ ЦИКЛОННО-СЛОЕВОЙ КАМЕРЫ
Выполнено моделирование движения горящих топливных частиц в вихревой зоне циклонно-слоевой топки. Показано, что частицы диаметром больше диаметра витания, как правило, не успевают сгореть в закрученном потоке газа и догорают в слоевой зоне.  
Автор:  Ю. С. Теплицкий, Е. А. Пицуха, А. Р. Рослик
Ключевые слова:  горение, вихревая зона, циклонно-слоевая топка, диаметр витания, топливная частица
Стр:  1170

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАБОЧИХ ВЕЩЕСТВ В ДВУХФАЗНОЙ ОБЛАСТИ
На примере холодильного агента R134a приведена методика и результаты расчета ряда термодинамических свойств в двухфазной области состояния.  
Автор:  И. Е. Агуреев, М. Ю. Елагин, Р. Н. Хмелев
Ключевые слова:  термодинамические свойства, двухфазная область состояния, холодильный агент
Стр:  1398

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГИБРИДНОЙ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ГРАФИТА
Для развертывания лунной обитаемой базы разрабатывается новый элементный состав системы обеспечения теплового режима. Для уменьшения массы и повышения надежности работы радиационного теплообменника системы обеспечения теплового режима в условиях лунной поверхности предложена замена излучающей дюралюминиевой панели радиационного теплообменника с тепловыми трубами на высокопроводящую излучающую панель гибридной структуры на основе пиролитического графита. Представленная работа посвящена определению теплофизических свойств анизотропной гибридной структуры на основе графита. Определение температуропроводности и теплопроводности образцов проведено методом лазерной вспышки. Получены аппроксимации зависимостей плоскостной и внеплоскостной температуропроводности и теплопроводности гибридной структуры из пиролитического графита от температуры для диапазона температур 256–372 K.  
Автор:  А. Е. Белявский, Н. С. Кудрявцева
Ключевые слова:  анизотропная гибридная структура, теплопроводность, температуропроводность, метод лазерной вспышки
Стр:  1392

ИДЕНТИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛОПЕРЕНОСА ВТСП КАТУШЕК. 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
Представленная работа посвящена разработке методики расчетно-экспериментального определения теплофизических характеристик (ТФХ) катушек статора генератора, функционирующего с использованием явления высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). Для реализации условий, близких к эксплуатационным, в процессе эксперимента были реализованы температурные режимы захолаживания катушки от 300 до 78 K и последующий нагрев до 300 K. Расчет значений теплофизических характеристик производился по данным температурных измерений во внутренних точках образцов. В работе представлено описание методики проведения эксперимента.  
Автор:  О. М. Алифанов, С. А. Будник, А. Г. Викулов, А. В. Ненарокомов, Д. М. Титов, А. В. Моржухина, В. В. Ильин
Ключевые слова:  ВТСП катушки, обратные задачи теплообмена, метод итерационной регуляризации, криогенные процессы
Стр:  1381

EXPERIMENTAL AND NUMERICAL INVESTIGATION OF THE BEHAVIOR OF A VAPOR–LIQUID MIXTURE IN A VENTURI TUBE
A flashing flow occurs after a high-temperature liquid flows through a Venturi tube, forming a flashing region downstream of the throat and generating an adaptive back pressure which will affect a vapor flow in front of the throat. To reveal the phenomenon, the effect of the condensate flow rate on the steam flow rate in a Venturi tube is explored experimentally with consideration for the installation angle impact. The two-phase mixture approach is used to numerically explain the flashing flow behavior. The radial steam volume fraction is not equal in the flashing region, and the highest steam fraction appears near the wall. The maximum water discharge for various constructions is predicted numerically. The steam flow rate at the output can be maintained low if the condensate flow rate is near the expected value. Furthermore, flashing is significantly more visible at smaller throat diameters, which results in a continuous increase in the radial steam volume fraction  
Автор:  Xinqi Han, Weifeng He, Shi-Rui Li
Ключевые слова:  flashing flow, Venturi tube (venture), multiphase flow, steam volume fraction, condensate flow rate
Стр:  1372

IS THE THERMAL DIFFUSIVITY OF UNSATURATED SOILS A MONO-MAXIMUM FUNCTION OF THEIR MOISTURE CONTENT
The conductive heat transfer in the three-dimensional medium water–air–solid grain was investigated on the basis of the exact analytical solution of the problem on the steady harmonic 2D temperature field in a composite having a doubly periodic chequered structure in the form of an isogonal tiling. An explicit expression for the diffusivity of the indicated composite depending on its volumetric moisture content has been constructed. It was established that the diffusivity of this composite reaches a physically meaningful maximum at a certain degree of its saturation with water. It is shown that the expression obtained is analogous to the solution of the classical Muscat problem on the filtration of oil in a doubly periodic array of production and injection wells  
Автор:  A. R. Kacimov, Yu. V. Obnosov
Ключевые слова:  porous medium, thermal diffusivity, effective thermal conductivity, steady heat conduction, singlemaximum function, solid fibers, doubly periodic chequered structure, Maxwell refraction, composite four-sector square, upscaling, holomorphic functions, R-linear conjugation problem
Стр:  1361

ВЛИЯНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНОГО РАСПЛАВА НА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИХРЕВОГО ТЕЧЕНИЯ В СХОДЯЩЕМСЯ КАНАЛЕ
Рассмотрено влияние температуры потока полимерного расплава в плоском, сходящемся щелевом канале на площадь вихревой области течения на входе в канал. Для нахождения полей скоростей, напряжений и давлений течения в канале использована модифицированная реологическая модель Виноградова–Покровского, обобщенная для учета немонотонного характера зависимости градиента вязкости расплава от его растяжения. Определены зависимости коэффициента начальной вязкости полимерного расплава и размеров вихря его течения от температуры, а также зависимость размеров вихревой зоны от расходных характеристик течения в канале  
Автор:  Г. О. Рудаков, Г. В. Пышнограй, Д. Э. Вайцель, Ю. А. Павлюк
Ключевые слова:  реология, вязкость, температура, расплав полимера, уравнение состояния, двухмерное вихревое течение
Стр:  1186

АППРОКСИМАЦИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФУНКЦИИ КУСОЧНО-ПОСТОЯННОЙ ФУНКЦИЕЙ И ЧИСЛО ТЕОРЕТИЧЕСКИХ СТУПЕНЕЙ РАЗДЕЛЕНИЯ КОЛОННЫ РЕКТИФИКАЦИИ
Решена задача о минимальном числе участков постоянства скалярной ступенчатой функции, аппроксимирующей произвольную ограниченную функцию. Получены расчетные выражения для нахождения числа теоретических ступеней разделения в традиционной и оптимальной колоннах ректификации. Определена связь между числом ступеней разделения и параметрами потоков в колонне ректификации, в частности, его связь с коэффициентом относительной летучести компонентов смеси.   
Автор:  А. М. Цирлин, А. И. Балунов, А. М. Васильев
Ключевые слова:  аппроксимация, ступенчатая и бинарная ректификации, ступень разделения, колонна ректификации, идеальная рабочая линия
Стр:  1195

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЗИМНЕГО ХОЛОДА
Холодильные технологии являются важнейшим компонентом в производстве, транспортировке и хранении молока и молочных продуктов. Целью данного исследования является определение возможности аккумулирования природного холода с помощью низкотемпературной тепловой трубы и проведение эксперимента по возможности применения этого метода в системах охлаждения молока. Использование льда, образующегося и накапливаемого в оборудовании для охлаждения молока с помощью тепловых труб, не требует дополнительной внешней энергии, напротив, экономит ее, снижает эксплуатационные расходы, уменьшает количество используемого хладагента и обеспечивает возможность отказаться от холодильных машин. Эксперименты показали, что на поверхности испарителя может образоваться лед при заполнении хладагентом 15% объема тепловой трубы. На поверхностях медных тепловых труб с испарителем длиной 1 м и диаметром 22 мм, заполненных хладагентами R404A или R134A, при температуре наружного воздуха от –9 до –24o С образовывался ледяной цилиндр массой 3–4 кг и диаметром 100–120 мм. Представлены результаты экспериментальных исследований и описание устройства для аккумулирования зимнего холода намораживанием льда с помощью низкотемпературных тепловых труб и охлаждения молока ледяной водой.  
Автор:  Х. Ундрам, Ш. Энх-Амгалан
Ключевые слова:  аккумулятор холода, теплообменник, теплота намораживания льда, охладитель молока, тепловая труба
Стр:  1213

ДИФФУЗИЯ И ОСАЖДЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ В НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОМ ПРОТОЧНОМ РЕАКТОРЕ
Путем математического и численного моделирования неизотермического течения газа с наночастицами в трубчатом проточном реакторе с неоднородным температурным полем исследовано влияние диффузии (броуновской диффузии и термодиффузии) и диффузионного осаждения наночастиц в этом течении на его параметры. Решалась задача о двумерном течении наногазовзвеси в таком реакторе с неоднородным профилем скорости поперек реактора. Численным методом конечных разностей получены продольные и поперечные распределения концентрации наночастиц в газовзвеси и ее температуры в реакторе. Определено влияние начальной концентрации наночастиц в течении газа во входном сечении реактора и числа Кнудсена (фактически устанавливающего размеры наночастиц) на распределения характеристик дисперсного потока в реакторе.   
Автор:  Т. Р. Аманбаев
Ключевые слова:  реактор, наночастица, броуновская диффузия, термодиффузия, осаждение, число Кнудсена
Стр:  1223

КИНЕТИКА ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ В СПРЕЕ ВОДНОГО И ВОДНО-СПИРТОВОГО РАСТВОРА МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ
Преимуществом спрей технологии при поликонденсационных процессах является эффективное удаление низкомолекулярных продуктов и тепла. Эти преимущества основаны на размерных эффектах, которые могут приводить к существенному сдвигу химического равновесия в обратимых реакциях. В данной работе в рамках формальной химической кинетики смоделирована зависимость скорости поликонденсации от размера капель, состава реакционной смеси и газовой среды. Эта зависимость воспроизведена экспериментально на примере поликонденсации молочной кислоты. На основе результатов микроскопического наблюдения поведения ансамбля сидячих капель водного и водно-спиртового растворов молочной кислоты построены кинетические кривые контракции капель разного размера. Контракция является результатом совокупности взаимосвязанных внешне- и внутридиффузионных, внутрикинетических процессов и фазовых превращений, лимитирующей стадией которых является скорость полимеризации. Описанные закономерности имеют термодинамическую природу и должны проявляться при полимеризации и поликонденсации с участием летучих мономеров и растворителей  
Автор:  В. Б. Федосеев, Е. Н. Федосеева
Стр:  1204

ПРИБЛИЖЕННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПРОФИЛЯ СКОРОСТИ ДВУМЕРНОГО СТАЦИОНАРНОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ
Исследовано развитое стационарное двумерное турбулентное течение несжимаемой жидкости в каналах и трубах. Все течение разбивалось на три зоны: ламинарную зону вблизи границ канала (трубы) и следующие за ней переходную и турбулентную зоны. Ламинарная и часть переходной зоны были объединены в одну зону, для которой в канале принимался линейный профиль скорости течения, а в трубе — параболический профиль скорости течения с соответствующими добавочными функциями. Для зоны, состоящей из турбулентного ядра и остальной части переходной зоны, принимался логарифмический профиль скорости течения. Проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными, показавшее их приемлемое соответствие  
Автор:  В. Н. Утесинов, В. В. Марков
Ключевые слова:  стационарное турбулентное течение, профиль скорости, приближенный метод
Стр:  1236

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ОРОШЕНИЯ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ АВИАЦИОННОМ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ
Представлена математическая модель орошения подстилающей поверхности при сбросе хладагента в очаг пожара из водосливного устройства летательного аппарата. Модель включает уравнения движения полидисперсных капель в поле силы тяжести с учетом их дробления, испарения и силы ветра. Результаты проведенных исследований показывают, что длина смоченной полосы определяется в основном длиной первичного облака и в меньшей степени начальной скоростью капель и распределением скорости ветра в атмосфере.  
Автор:  О. В. Матвиенко, В. А. Архипов, О. И. Данейко, А. С. Усанина, С. А. Басалаев, А. М. Булавко
Ключевые слова:  авиационное тушение пожаров, жидко-капельное облако, гравитационное осаждение, высокотемпературная среда, очаг пожара, дробление и испарение капель, математическое моделирование
Стр:  1242

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БИНАРНЫХ СОУДАРЕНИЙ НЕОДНОРОДНЫХ КАПЕЛЬ ЖИДКОСТЕЙ В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ
Представлены результаты математического моделирования столкновений неоднородных капель жидкостей (неперемешанных двухжидкостных и эмульсий) в газовой среде между собой. Изучено влияние совокупности факторов на условия и интегральные характеристики дробления: температуры внешней среды, концентрации водяного пара, числа Вебера. Полученные результаты показали удовлетворительную корреляцию с результатами экспериментов. Установлено, что отношение площадей поверхности испарения после и до взаимодействия в результате столкновений неоднородных капель соответствует диапазону 0.8–2. Наиболее эффективным является центральное столкновение капель. Установлены критические значения числа Вебера, выше которых значение отношения площадей поверхностей испарения капель после и до взаимодействия S1/S0 практически не меняется.  
Автор:  Д. В. Антонов, Р. М. Федоренко, П. А. Стрижак
Ключевые слова:  неоднородные капли жидкости, соударения, метод Volume of Fluid, эмульсии, неперемешанные двухжидкостные капли, математическое моделирование
Стр:  1255

ПЛЕНОЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ВЫПУКЛОЙ ПОВЕРХНОСТИ С ПОДАЧЕЙ ОХЛАДИТЕЛЯ В ДВА РЯДА ПОПЕРЕЧНЫХ ТРАНШЕЙ
Представлены результаты компьютерного моделирования эффективности пленочного охлаждения на выпуклой охлаждаемой поверхности при подаче охладителя через круглые наклонные отверстия в "мелких" траншеях. Расчеты выполнены с помощью коммерческого пакета ANSYS CFX в диапазоне изменения параметра вдува от 0.55 до 1.93, в расчетах использована SST модель турбулентности. На выпуклой поверхности наблюдается симметрия адиабатной эффективности пленочного охлаждения относительно продольной оси, что демонстрирует устойчивость охлаждающего воздуха в пристеночном слое. При малых параметрах вдува наблюдается поперечная неравномерность с максимумами локальной эффективности охлаждения за отверстиями пленочного охлаждения, а с увеличением параметра вдува — поперечная неравномерность снижается за обеими траншеями. Показано, что для исследуемой конфигурации эффективность пленочного охлаждения на выпуклой поверхности примерно такая, как и на плоской поверхности, это обусловлено ускорением основного потока и положительным градиентом давления по высоте канала.  
Автор:  А. А. Халатов, Т. В. Доник, Н. А. Панченко
Ключевые слова:  траншея, двухрядная схема, выпуклая поверхность, эффективность пленочного охлаждения, компьютерное моделирование
Стр:  1266

РАЗРАБОТКА СУПЕРКАВИТИРУЮЩЕГО УДАРНИКА ДЛЯ МАЛОГАБАРИТНОЙ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
Представлены результаты внутрибаллистического проектирования, направленного на установление основных характеристик лабораторной метательной установки малого калибра и состава метательного заряда для различных масс ударников. Получены технические решения для ведущих устройств суперкавитирующих ударников, ускоряемых в малогабаритной лабораторной баллистической установке. Определен уровень давления, действующего на ударник при его входе в воду непосредственно из ствола установки. Рассчитаны дальности движения суперкавитирующих ударников, ускоренных в малогабаритной лабораторной баллистической установке.   
Автор:  А. Н. Ищенко, В. В. Буркин, А. С. Дьячковский, А. В. Чупашев, К. С. Рогаев
Ключевые слова:  суперкавитация, ударник, движение, вода, баллистическое проектирование, лабораторная баллистическая установка
Стр:  1275

РОЛЬ ИОНОВ РАЗЛИЧНОЙ КРАТНОСТИ В ЛАЗЕРНО-ПЛАЗМЕННОМ ИСТОЧНИКЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ НАНОПОКРЫТИЙ
Рассмотрены физические процессы, происходящие в лазерно-плазменном источнике для нанесения нанопокрытий с использованием ионных потоков. В этом источнике между углеродной лазерной мишенью и медной подложкой помещена сетка. На сетку по отношению к мишени подается отрицательный потенциал и после нее формируется поток заряженных частиц, состоящих преимущественно из ионов. Подавая на сетку положительный потенциал по отношению к подложке, можно управлять энергией ионов, движущихся к подложке. В промежутке сетка–подложка обнаружены потоки ионов разной кратности ионизации. Показано, что при потенциале электрического поля в промежутке сетка–подложка 100 В и более кинетической энергии ионов достаточно для появления вторичной эмиссии ионов с поверхности подложки. Результаты экспериментов позволяют определить два режима обработки поверхности подложки. При значительных электрических полях в промежутке сетка–подложка можно очистить поверхность подложки за счет ионного травления. При малых значениях электрического поля можно проводить нанесение материала лазерной мишени на поверхность подложки  
Автор:  В. К. Гончаров, Г. А. Гусаков, М. В. Пузырёв
Ключевые слова:  лазерная плазма, ионные потоки, нанопокрытия
Стр:  1281

ГИДРОДИНАМИКА ЦИКЛОННОЙ КАМЕРЫ С РАЗЛИЧНЫМ НАПРАВЛЕНИЕМ ТАНГЕНЦИАЛЬНОГО ДУТЬЯ
Выполнены экспериментальные и численные исследования гидродинамики изотермических течений в циклонной камере малого масштаба (D = 0.21 м) с двухъярусным и различным по направлению вводом воздуха тангенциального дутья (с попутной и встречной закруткой). Установлено, что характер вихревого течения при встречной закрутке существенно отличается от структуры течения при попутной закрутке. Выявлен характер распределения скорости и давления в объеме камеры для рассматриваемых течений. Получены безразмерные зависимости для расчета тангенциальной скорости и давления в камере. Показано, что результаты численного моделирования вихревых течений с использованием k–ω (SST) модели турбулентности для попутной и встречной закрутки воздуха удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными  
Автор:  Е. А. Пицуха, Ю. С. Теплицкий, Э. К. Бучилко
Ключевые слова:  циклонная камера, попутная закрутка, встречная закрутка, тангенциальная скорость, продольная скорость, донное дутье, полное давление, численное моделирование
Стр:  1300

КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ В ДИСПЕРСНОЙ СИСТЕМЕ В МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ
Исследовано вращательное движение частиц дисперсной системы, вызываемое гидродинамическими или магнитными силами, и его макроскопические проявления. Предложен метод вращения такой системы в стационарном поле для определения основных составляющих динамики и кинематики превращения вращения частиц в их поступательное движение, т. е. переноса момента импульса между отдельными частицами и дисперсной системой в целом. Установлены факторы оптимального воздействия магнитного поля на дисперсную систему и влияние ее вращения на достижение той или иной цели: неразрушающего контроля структуры системы или ее модификации  
Автор:  Е. Е. Бибик, В. Д. Родинова, Е. В. Сивцов, Д. В. Григорьев
Ключевые слова:  реология дисперсных систем, магнитореологический эффект, гексаферрит бария, вязкость
Стр:  1315

ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛАСТА И ФЛЮИДА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПАРОЦИКЛИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
В настоящее время гидродинамические модели не позволяют с достаточной точностью смоделировать локальные эффекты тепловых полей, а интегральные модели не учитывают массовую долю пара в теплоносителе. Целью работы является анализ влияния теплофизических параметров пласта и флюида на оптимальные времена этапов пароциклического воздействия на пласт и на дополнительную максимальную накопленную добычу нефти. Впервые разработана интегральная модель пароциклического воздействия на пласт, учитывающая массовую долю пара в теплоносителе и уравнение состояния для воды. Модель основана на использовании соотношений теплового баланса для каждого этапа пароциклического воздействия. Температура пара в продуктивном интервале, начальная пластовая температура и тепловой поток определяются по данным кратковременных динамических температурных исследований. Расход нефти определяется по формуле Дюпюи для зонально-неоднородного пласта. Определены оптимальные времена этапов пароциклического воздействия и максимальная накопленная добыча нефти. Показано, что оптимальное время закачки теплоносителя в пласт и время выдержки скважины на конденсацию пара возрастает при увеличении мощности пласта, расхода теплоносителя и массовой доли пара в нем. Определены границы применимости пароциклического воздействия по расходу теплоносителя  
Автор:  А. Я. Гильманов, А. П. Шевелёв, П. С. Лагунов, П. Н. Гуляев, А. С. Петухов, П. А. Лютоев
Ключевые слова:  пароциклическое воздействие, тепловой баланс, анализ чувствительности, расход пара, оптимальное время закачки теплоносителя, дополнительная накопленная добыча нефти, конденсация пара
Стр:  1323

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАБОТЫ ГАЗЛИФТНЫХ СКВАЖИН
Построена модель нестационарного течения жидкости и газожидкостной смеси в системе пласт– трубопровод и решены связанные уравнения. Получены аналитические выражения, позволяющие определить объем жидкости, протекающей через любые поперечные сечения трубы в единицу времени. Произведены численные расчеты при различных значениях параметров системы  
Автор:  Э. М. Аббасов, Ш. А. Керимова, А. Г. Меликов
Ключевые слова:  дифференциальное уравнение, преобразование Лапласа, движение жидкости и газа, уравнение неразрывности, фильтрация
Стр:  1341

ВЛИЯНИЕ НЕОДНОРОДНОСТИ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ НА ВИД КРИВЫХ ПРИТОКА ПРИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ СКВАЖИН
Методами математического моделирования исследована задача о распределении давления в продуктивных пластах при проведении гидродинамических исследований скважин. С использованием преобразования Лапласа получена аналитическая формула, обобщающая на случай продуктивных пластов, представленных двумя гидродинамически несвязанными пропластками с различными фильтрационными характеристиками, известную в теории фильтрации формулу, описывающую кривые притока. Полученная формула включает в себя два главных члена асимптотического разложения при больших значениях времени функции давления, соответствующей кривой притока, измеряемой при гидродинамических исследованиях скважин.        Предложен метод обработки данных гидродинамических исследований скважин при наличии прямолинейной границы в пласте, разделяющей проницаемую часть продуктивного пласта и непроницаемую породу. Такая ситуация может реализоваться в продуктивном пласте при вертикальном смещении пород, обусловленном геологическими процессами в горном массиве. Метод основан на использовании логарифмических производных функции давления от времени и позволяет количественно определять параметр, связывающий расстояние до границы с коэффициентом пьезопроводности пласта. Аналогичный метод может быть применен и для анализа кривых притока в случае, когда наличие границы раздела обусловлено формированием высокопроницаемой части пласта в процессе локального трещинообразования в горной породе. Полученные результаты могут быть использованы для анализа и интерпретации данных промысловых исследований скважин в неоднородных пластах.  
Автор:  А. М. Свалов
Ключевые слова:  продуктивные пласты, гидродинамические исследования скважин, неоднородность пород, кривые притока, логарифмические производные
Стр:  1355

ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОНДЕНСАЦИОННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА И НАГРЕВА ЖИДКОСТИ В ТУРБУЛЕНТНОМ БАРБОТАЖНОМ СЛОЕ НА ТАРЕЛКЕ
Представлены упрощенная и численная математические модели охлаждения газа и нагрева воды в тонком турбулентном барботажном слое на тарелке с перекрестным током фаз. Тепловая эффективность охлаждения газа находится с применением модели идеального вытеснения, а профиль температуры в жидкой фазе — из решения ячеечной модели или дифференциального двумерного уравнения конвективного теплообмена с межфазным источником теплоты. Показаны примеры расчета эффективности охлаждения водой газа с различной влажностью на ситчатых и клапанных тарелках. Представлены сравнения результатов расчетов тепловой эффективности охлаждения газа в зависимости от высоты газожидкостного слоя, а также от скорости газа в колонне с известными экспериментальными данными. Сделаны выводы об адекватности математической модели и разработанного алгоритма расчета тепломассообменных характеристик барботажного слоя. Даны сравнительные характеристики тепловой эффективности ситчатых и клапанных тарелок в зависимости от скорости газа и различной высоты столба жидкости. Показано влияние переменной массы клапанов по длине тарелки на повышение тепловой эффективности. Сделаны выводы о наиболее рациональных конструкциях и режимах работы барботажных тарелок  
Автор:  А. Г. Лаптев, Е. А. Лаптева
Ключевые слова:  тепломассообмен, охлаждение газа, барботаж, математическая модель
Стр:  1332

ЕДИНСТВЕННОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ТЕРМОУПРУГОСТИ. ЧАСТЬ 2. РЕГУЛЯРИЗАЦИЯ
На основе анализа прямых вариационных методов, используемых в гильбертовом пространстве: метода регуляризации и метода итерационной регуляризации, разработан итерационно-вариационный метод регуляризации математически некорректного решения нелинейных обратных задач термоупругости, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных. С использованием квадратичного функционала метода регуляризации получено интегральное уравнение первого рода, связывающее нормы приращений прямой и обратной задач термоупругости. Решение обратной задачи линеаризовано вычислением норм в гильбертовом пространстве квадратично интегрируемых функций. Интегральное уравнение регуляризировано путем приведения его к уравнению Эйлера. Выполнена дискретизация краевой задачи, описываемой уравнением Эйлера и решена полученная при этом система линейных алгебраических уравнений. Проведен вычислительный эксперимент для одновременной идентификации двух нелинейных функций температуры, подтверждающий работоспособность метода и показывающий, что при итерационном подборе квазирешения для одновременного определения нескольких функций может использоваться один экспериментальный режим.  
Автор:  А. Г. Викулов
Ключевые слова:  термоупругость, обратные задачи, регуляризация, вариационный метод, конечноразностный метод
Стр:  1123

EFFECT OF HALL CURRENTS ON THE EMHD TWO-LAYERED PLASMA HEAT TRANSFER FLOW VIA A CHANNEL OF POROUS PLATES
The temperature distribution caused by a magnetohydrodynamic two-layered liquid flow of ionized gases through a channel bounded by porous insulating plates with Hall currents is investigated. The heat transfer equations for a two-fluid flow with suction are worked out using the isothermal boundary and interface conditions. Exact solutions for the temperature distributions and heat transfer rates are obtained. The temperature field dependence on significant parameters, namely, magnetic, Hall, and porous parameters, ratios of viscosities, heights, and thermal conductivities, is investigated. This theoretical review can be useful for applications in diverse fields, such as geophysical streams, aerospace science, specifically modeling MHD electrical generators, Hall current accelerators, thermonuclear (fusion) power reactors, heat exchangers, aerodynamic heating, etc.  
Автор:  T. Linga Raju, M. Naga Valli
Ключевые слова:  magnetic and electric fields, immiscible flow, plasma, Hall effect, heat transfer, insulating plates, porous plates
Стр:  1289

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВИБРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ ТВЕРДОГО БИОТОПЛИВА
Представлены результаты исследования вибрационного горения твердого биотоплива. Установлено. что при переходе к вибрационному горению температура пламени снижается, а плотность теплового потока на стенке камеры сгорания растет. При этом процесс горения сопровождается интенсивным акустическим излучением. Предложена теоретическая модель вибрационного горения твердого биотоплива,  
Автор:  В. Д. Гешеле, И. П. Раскатов
Ключевые слова:  вибрационное горение, твердое биотопливо, термоаккустические автоколебания, пламя, тепловой поток
Стр:  1180

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ