ТОМ 83,


ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СМЕСИТЕЛЯ НА КАЧЕСТВО СМЕШЕНИЯ СТАЛКИВАЮЩИХСЯ РАДИАЛЬНЫХ СТРУЙ С ПОПЕРЕЧНЫМ ПОТОКОМ
Представлены результаты исследования процесса смешения системы осесимметричных струй со сносящим дозвуковым потоком в цилиндрическом канале. В ходе экспериментов в широких диапазонах варьировались основные характеристики смесителей. В большинстве опытов реализован режим сталкивающихся струй. Обсуждается влияние отдельных факторов на качество смешения. В исследованном диапазоне параметров установлено их оптимальное сочетание, обеспечивающее высокое качество смешения. Результаты экспериментов сопоставлены с данными других авторов.
Автор:  М. Г. Кталхерман, В. А. Емелькин, Б. А. Поздняков
Ключевые слова:  смеситель, струя в сносящем потоке, дальнобойность струи, качество смешения.
Стр:  509

О ЛОКАЛИЗАЦИИ КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ В МНОГОЖИДКОСТНОЙ ГИДРОДИНАМИКЕ
В рамках обобщенно-равновесной модели многокомпонентной смеси, в которой учтены силы межфракционного взаимодействия, численно решается задача локализации контактных поверхностей в переменных Эйлера. В расчетах использована конечно-объемная консервативная схема с приближенным римановским решателем HLLC.
Автор:  В. С. Суров
Ключевые слова:  односкоростная многокомпонентная среда, контактные границы, приближенный римановский решатель HLLC, численное моделирование.
Стр:  518

ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРЕХОДА ГОРЕНИЯ В ДЕТОНАЦИЮ
Проанализированы способы оптимизации перехода горения в детонацию в горючих смесях. Предложены инженерные формулы для проектирования ускорителей этого процесса. Изложены некоторые экспериментальные результаты по его оптимизации в "плоских" и расходящихся волнах, полученные с высокоэффективными ускорителями.
Автор:  А. А. Васильев
Ключевые слова:  горение, детонация, переход горения в детонацию, оптимизация.
Стр:  528

ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СХЕМЫ ГАЗИФИКАЦИИ С НЕПРЯМЫМ ПОДВОДОМ ТЕПЛА
Разработана и сконструирована опытная установка тепловой производительностью 10 кВт для получения синтез-газа с высоким содержанием водорода. Проведены экспериментальные исследования и выявлена зависимость состава получаемого синтез-газа от температуры в камере газификации, содержания катализатора в слое и влажности сырья.
Автор:  В. А. Бородуля, Г. И. Пальчёнок, С. В. Василевич
Ключевые слова:  газификация, доломит, опытная установка, синтез-газ.
Стр:  539

ТЕПЛОПЕРЕНОС В ЗЕРНИСТЫХ СЛОЯХ ПРИ РАДИАЦИОННОМ ПОДВОДЕ ТЕПЛА
В рамках двухтемпературной модели исследованы основные закономерности стационарного теплопереноса по пространству инфильтруемого зернистого слоя при радиационном подводе тепла в режимах прямотока (гелиоприемник 1) и противотока (гелиоприемник 2). Сформулировано граничное условие третьего рода для каркаса из частиц на выходе из слоя, учитывающее степень турбулентности потока теплоносителя. Введен критерий квазигомогенности, позволяющий оценить тепловое состояние двухфазной системы. Установлены аппроксимационные зависимости для расчета длины активного участка, сопротивления слоя, к.п.д. гелиоприемника и средней относительной разности температур фаз.
Автор:  Ю. С. Теплицкий, В. И. Ковенский
Ключевые слова:  зернистый слой, критерий квазигомогенности, прямоток, противоток, радиационный подвод тепла, сопротивление слоя, степень ослабления излучения, степень турбулентности, теплоноситель.
Стр:  544

ДИА- И ПАРАМАГНИТОФОРЕЗ МИКРОЧАСТИЦ ВБЛИЗИ КОРОТКОГО НАМАГНИЧЕННОГО ЦИЛИНДРА
Изучены движение диа- и парамагнитных микрочастиц вблизи короткого намагниченного цилиндра, условия регистрации и пространственного разделения диамагнитных частиц по величине магнитной восприимчивости.
Автор:  А. М. Жолудь, Б. Э. Кашевский
Ключевые слова:  магнитная сепарация, магнитофорез, численное моделирование.
Стр:  554

МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДИНАМИКИ ВОЗМУЩЕНИЙ СЛАБОИОНИЗОВАННОЙ ПЛАЗМЫ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОЙ НЕРАВНОВЕСНОСТИ
Рассматривается динамика возмущений заряженной слабоионизованной плазмы под воздействием достаточно сильного электрического поля при наличии высоких скоростей и градиентов возмущений. Проекционно-кинетическим методом построены уравнения для макроскопического описания плазмы, получены общие выражения для корреляционных функций и связанных с ними неравновесных кинетических коэффициентов. На примере корреляционной функции плотности и коэффициента диффузии высоконеравновесной плазмы рассматривается асимптотика ее кинетических коэффициентов.
Автор:  Е. Н. Перевозников, Г. Е. Скворцов
Ключевые слова:  слабоионизованная плазма, макроскопическое описание, динамика возмущений, сильные электрические поля, состояния высокой неравновесности.
Стр:  560

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ ПРОВЕРКИ СТАТИСТИЧЕСКИХ ГИПОТЕЗ ОТНОСИТЕЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
На основе принципа сравнения построен универсальный алгоритм проверки гипотез, делающий эту процедуру простой и прозрачной. В основе алгоритма лежит формула расчeта вероятности заполнения бакета экспериментальной гистограммы по распределению вероятности источника случайного процесса. Установлено, что вероятность заполнения бакета описывается биномиальным распределением. Показана связь этой формулы с формулой порядковой меры.
Автор:  Е. В. Чернухо
Ключевые слова:  проверка гипотез, принцип сравнения, многократный эксперимент, порядковые статистики.
Стр:  566

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПРИПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ПРИ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОМ ПОЛИРОВАНИИ
Построена согласованная физико-математическая модель распространения электромагнитной волны в гетерогенной среде с использованием обобщенного волнового уравнения и теоремы Дирихле. Получены и обоснованы 12 условий на границах раздела смежных сред без использования в явном виде поверхностного заряда и поверхностного тока. Условия автоматически выполняются в каждом сечении гетерогенной среды, являются сопряженными, что позволило для расчетов использовать схемы сквозного счета. Впервые установлен эффект концентрации "средних" волн с длиной порядка сотен метров на изломах и клиньях доменов размером 1-3 мкм.
Автор:  Н. Н. Гринчик, О. П. Корогода, Н. С. Хомич
Ключевые слова:  полирование, электромагнитное поле, двойной электрический слой, наведенный поверхностный заряд, домены, вакансии, гетерогенная среда.
Стр:  598

СТРУКТУРИРОВАННЫЕ ПРИПОВЕРХНОСТНЫЕ СЛОИ НОРМАЛЬНЫХ АЛКАНОВ
Экспериментально ротационным вискозиметром в сдвиговом течении определена повышенная вязкость микронных прослоек некоторых нормальных алканов по сравнению с их вязкостью в "объеме". Наблюдаемое отличие связывается с проявлением в таких прослойках структурной неоднородности, обусловленной наличием на ограничивающих их подложках приповерхностных полимолекулярных структурированных слоев. В модели "слоя постоянной вязкости" рассчитаны структурные параметры таких слоев: их равновесная начальная толщина и "гидродинамическая прочность". С ростом скорости сдвигового течения измеряемая эффективная вязкость прослоек уменьшается, что объясняется "срезанием" структурированного слоя. Легирование жидкостей поверхностно-активными веществами приводит к повышению эффективной вязкости прослоек, вызванному упрочнением структуры слоя.
Автор:  Б. А. Алтоиз, С. В. Кириян
Ключевые слова:  приповерхностные структурированные слои, эпитропные жидкие кристаллы, вязкость, реологическая модель, нормальные алканы.
Стр:  608

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ
С единых методических позиций решена коэффициентная обратная задача определения теплофизических характеристик материала по измерениям температуры в его глубине в приближении полубесконечного тела, однослойной и двухслойной (со слоем идеального проводника) пластины конечной толщины. Предложенная методика не использует операции сглаживания экспериментальных данных, позволяет снять ограничения на выбор режима нагрева образца материала и расширить диапазон измерений по числу Фурье.
Автор:  В. Г. Зверев, В. А. Назаренко, А. В. Теплоухов
Ключевые слова:  теплофизический эксперимент, теплофизические характеристики, обратная задача теплопроводности, полубесконечное тело, одно- и двухслойная пластины.
Стр:  614

КОНДЕНСАЦИЯ ИЗ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ
Представлен обзор возможных подходов к расчету конденсации пара из бинарной парогазовой смеси на поверхности. Акцент сделан на обосновании целесообразности применения методов молекулярно-кинетической теории для расчета прикладных задач. Приведены количественные оценки параметров принципиального существования режимов одномерной стационарной конденсации.
Автор:  А. П. Крюков, В. Ю. Левашов, Н. В. Павлюкевич
Ключевые слова:  молекулярно-кинетическая теория, конденсация, парогазовая смесь, неконденсируемый газ, диффузия, уравнение Больцмана, запирание конденсации.
Стр:  637

НОВЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ УРАВНЕНИЙ ПАРАБОЛИЧЕСКОГО ТИПА В НЕЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБЛАСТЯХ
Развита теория метода функций Грина при решении краевых задач нестационарной теплопроводности в областях с движущимися границами. Для равномерного закона перемещения границы предложена модификация метода тепловых потенциалов, что приводит к интегральным соотношениям нового (простейшего) вида по сравнению с результатами, известными ранее, и позволяет рассмотреть многочисленные частные случаи, представляющие практический интерес для многих приложений. Выявлен ряд специфических особенностей модельных представлений нестационарного теплопереноса в областях с движущимися границами.
Автор:  Э. М. Карташов
Ключевые слова:  нестационарная теплопроводность, тепловые потенциалы, функции Грина, области с движущимися границами.
Стр:  645

О ФОРМУЛИРОВКЕ ПРИНЦИПА НЕОБРАТИМОСТИ В ЛОКАЛЬНО НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКЕ
Показано, что в существующей локально неравновесной термодинамической теории имеется ряд парадоксов, которые можно интерпретировать как указание на то, что используемая формулировка второго начала недостаточно полна. Предложен дополнительный термодинамический постулат, позволяющий устранить эти парадоксы и имеющий близкие аналогии в других термодинамических подходах.
Автор:  А. И. Шнип
Ключевые слова:  термодинамика, второе начало, локально неравновесные системы, теплопроводность с памятью, электромагнитное поле, дополнительный термодинамический постулат.
Стр:  669

НАНОКЛАСТЕРНОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ ГОРЕНИЯ НЕКОНДИЦИОННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ
Проведены масштабные эксперименты по сжиганию в режиме нанокластерного инициирования пульсационного горения таких некондиционных топлив, как соляровое масло, водоугольное топливо, отработанные картерные отходы, сырая нефть и другие, на лабораторном образце автономной горелки Института теплофизики СО РАН. Применение современных диагностик позволило получить обширную информацию об особенностях протекающих физико-химических процессов такого горения в присутствии перегретого водяного пара. Опытные и теоретические исследования показали, что в результате гетерогенно-каталитического разложения молекул воды на нанокластерах сажи в зоне смешения образуются высокие концентрации OH-радикала и что это разложение может эффективно идти на углеродных частицах размером 1-5 нм при температурах, характерных для традиционных факелов. Генерация активного OН-радикала приводит к значительному увеличению скоростей химических реакций и устойчивому высокотемпературному горению "тяжелых" топлив с соблюдением экологических нормативов.
Автор:  С. В. Алексеенко, С. Э. Пащенко, В. В. Саломатов
Ключевые слова:  наночастица, кластер, горение, некондиционное топливо, горелка.
Стр:  682

БЫСТРЫЙ ПИРОЛИЗ АНСАМБЛЯ ЧАСТИЦ БИОМАССЫ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ
Применен комбинированный подход к моделированию быстрого пиролиза частиц биомассы в псевдоожиженном слое. Использованы модели различных уровней: две модели пиролиза одиночной частицы - с сосредоточенными и распределенными параметрами и модель пиролиза ансамбля частиц биомассы, основанная на уравнениях сплошной среды для продуваемого через слой газа и уравнениях движения для индивидуальных частиц. Определены оптимальные по выходу жидкого биотопливатемпературы процесса для различных размеров частиц биомассы древесного проис-хождения и различных значений ее влажности.
Автор:  О. С. Рабинович, В. А. Бородуля, Л. М. Виноградов, В. В. Корбан
Ключевые слова:  быстрый пиролиз, биомасса, биотопливо, кинетика пиролиза, псевдоожиженный слой, вычислительная гидродинамика.
Стр:  694

РАСЧЕТ КИНЕТИКИ СУШКИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
С позиции системного подхода общая задача кинетики сушки  дисперсных материалов декомпозирована на два основных уровня: микро- и макрокинетический, и в соответствии с этим рассмотрены вопросы математического моделирования кинетики их сушки на микро- и макроуровне. Обсуждены достоинства и недостатки применения подвижной и неподвижной систем координат для расчета кинетики сушки дисперсных материалов в непрерывно действующих аппаратах. Представлен и проанализирован ряд кинетических математических моделей процесса сушки дисперсных материалов во втором ее периоде.
Автор:  С. П. Рудобашта
Ключевые слова:  кинетика, дисперсность, тепломассоперенос, подвижные и неподвижные координаты, неоднородность частиц по размерам и времени пребывания в аппарате.
Стр:  705

ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СМЕРЧЕВОГО ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ОБТЕКАНИИ РЕЛЬЕФА С ЛУНКАМИ НА СТЕНКЕ УЗКОГО КАНАЛА
Дается анализ состояния численного и отчасти физического моделирования конвективного теплообмена в окрестности луночных рельефов на одной из стенок узких плоскопараллельных каналов. Отмечается рассогласование и разброс результатов этих исследований, необоснованность их выводов, "белые пятна" в рассматриваемой проблематике и в методологии ее исследования. Разбирается несколько физических экспериментов и на их примере обсуждается корреляция расчетных прогнозов с данными измерений. В завершение сравниваются теплогидравлические характеристики различных луночных рельефов и демонстрируется преимущество овальных лунок над сферическими.
Автор:  С. А. Исаев, А. И. Леонтьев
Ключевые слова:  смерчевая интенсификация, теплообмен, гидравлические потери, турбулентность, луночный рельеф в канале, расчет, модель Ментера.
Стр:  733

ТЕПЛООБМЕН И ГИДРОДИНАМИКА В ПОЛЯХ МАССОВЫХ СИЛ
Представлен краткий обзор исследований в области теплообмена и гидродинамики в полях массовых сил, выполненных в Институте технической теплофизики Национальной академии наук Украины. Обзор посвящен потокам с закруткой, около выпуклых и вогнутых поверхностей, в поверхностно-вихревых системах различной конфигурации.
Автор:  А. А. Халатов
Ключевые слова:  теплообмен, гидродинамика, закрученный поток, выпуклые и вогнутые поверхности, поверхностно-вихревые системы.
Стр:  743

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЛАКА ПАРА В ВЕТРОВОМ ПОТОКЕ ПРИ ИНТЕНСИВНОМ ИСПАРЕНИИ
Исследована стационарная задача о формировании облака паров, образовавшихся в результате испарения над проливом сжиженного газа под действием ветра. Показано, что на параметры облака влияют скорость ветра, степень турбулентности набегающего потока, а также геометрические размеры пролива. Приведены результаты численных двумерных и трехмерного расчетов уравнения конвективной диффузии с учетом профиля скорости ветра. Обсуждается влияние кнудсеновского слоя над испаряющейся жидкостью на процесс формирования облака.
Автор:  О. В. Голуб, Г. В. Котов, С. П. Фисенко
Ключевые слова:  кнудсеновский слой, коэффициент турбулентной диффузии, размер шероховатости, атмосферное давление, температура воздуха.
Стр:  757

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ И ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
В связи с ограниченностью запасов энергоресурсов в Республике Беларусь целесообразно применение в системах отопления и хладоснабжения сорбционных тепловых насосов и холодильников. Подобные тепловые машины обладают уникальной возможностью - использовать теплоту низкотемпературных источников энергии: водные бассейны, грунтовые воды, отработанную воду и пар в сочетании с традиционными обогревателями помещений (котлы, печи и т. д.). Адсорбционные реверсивные тепловые насосы, разработанные в ИТМО им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, позволяют получать от 20 до 30 кВт/м3 тепловой энергии и до 5 кВт/м3 холода. Такие тепловые насосы экономят до 15-20% первичной энергии (топлива) для производства электричества, теплоты и холода.
Автор:  Л. Л. Васильев
Ключевые слова:  тепловые насосы, сорбенты, вторичные энергоресурсы, испарители, конденсаторы.
Стр:  763

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА ДИНАМИКИ СОРБЦИИ И ДЕСОРБЦИИ
Выводится и обосновывается система уравнений тепломассопереноса, фазовых превращений и деформирования пористых тел при сорбции и десорбции. Представлены формулы для площади контакта жидкости и газа в единичном объеме пористого тела, интенсивности фазового перехода, теплоты фазовых превращений, равновесного парциального давления пара, толщины слоя адсорбата на поверхностях капилляров с учетом влияния адсорбционных сил. Приведены результаты сопоставления расчетных и экспериментальных данных.
Автор:  Н. И. Никитенко, Ю. Ф. Снежкин, Н. Н. Сороковая
Ключевые слова:  тепло- и массоперенос, фазовые превращения, деформирование, площадь контакта фаз, толщина слоя адсорбата.
Стр:  779

ВЛИЯНИЕ ПОСТОРОННИХ АДСОРБИРУЮЩИХСЯ ГАЗОВ НА ОБРАЗОВАНИЕ КЛАСТЕРОВ В ПАРОГАЗОВЫХ СИСТЕМАХ
Теоретически исследуется влияние постороннего адсорбирующегося газа на гомогенную и гетерогенную нуклеацию.
Автор:  В. В. Левданский, И. Смолик, П. Моравец
Ключевые слова:  адсорбирующийся газ, фазовые переходы, нуклеация.
Стр:  790

ОБРАЗОВАНИЕ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР ПОД ДЕЙСТВИЕМ РАДИАЦИИ
Рассмотрено современное состояние исследований по использованию радиационной техники для синтеза новых углеродных наноматериалов на основе фуллеренов, углеродных нанотрубок, графеновых листов и их производных, которые вследствие их уникальных свойств имеют большие перспективы для практического использования. Проведен анализ известных экспериментальных и теоретических работ по изучению различных процессов, индуцированных воздействием радиации на углеродные наноструктуры (сварка скрещивающихся углеродных нанотрубок, образование молекулярных соединений между ними, полимеризация фуллереновых слоев, формирование новых структур, радиационная химия фуллеренов и другие).
Автор:  Г. Я. Герасимов
Ключевые слова:  углеродные наноструктуры, радиация, фуллерены, углеродные нанотрубки, графеновые листы, электронный пучок, ионные пучки.
Стр:  796

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИНКА
Комбинация двух методов - лазерной модуляции и 3ω - была использована для определения теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности наноструктур оксида цинка. Обнаружено существенное различие тепловых параметров наноструктур оксида цинка, выращенных различными технологическими методами. Показано, что относительно низкие значения теплопроводности и температуропроводности наноструктур оксида цинка обусловлены как внутренними дефектами, так и сопротивлением контакта между пленкой и ее основанием - подложкой.
Автор:  Х. Т. Игамбердиев, Ш. У. Юлдашев, C. C. Курбанов, T. W. Kang, П. К. Хабибуллаев, Ш. М. Рахимова, В. О. Пеленович, А. Г. Шашков
Ключевые слова:  разбавленные магнитные полупроводники, оксид цинка, наноструктура, теплопроводность, температуропроводность, теплоемкость, контактное тепловое сопротивление.
Стр:  809

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ТОПЛИВАХ
Проведены экспериментальные исследования на двигателе внутреннего сгорания с использованием водорода в качестве добавки к углеводородному топливу - бензину. Показана возможность улучшения энергоэкологических показателей в случае подачи водорода в воздушный тракт двигателя. Установлено, что увеличение доли водорода в горючей смеси приводит к улучшению протекания рабочего процесса двигателя, в результате чего расход бензина снижается почти до 70% в зависимости от доли H2. При этом наблюдается значительное снижение содержания CO, CO2 и CH (примерно на 5-60% в зависимости от размера добавки H2). Однако добавление водорода в состав топливно-воздушной смеси ведет к увеличению содержания оксидов азота в продуктах сгорания вследствие возрастания скорости распространения пламени и повышения температуры горения.
Автор:  М. С. Ассад, О. Г. Пенязьков
Ключевые слова:  водород, рабочий процесс ДВС, продукты сгорания, расход топлива, эластичность выброса, мощность двигателя, коэффициент избытка окислителя.
Стр:  814

ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ В ПЛЕНКЕ, ДВИЖУЩЕЙСЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ
В безразмерных координатах приведена обработка экспериментальных данных по теплообмену при кипении в пленке жидкости, движущейся под действием силы тяжести. Выполнено сопоставление данных теплообмена при кипении в пленке с данными по теплообмену при кипении в условиях большого объема, что позволяет наиболее отчетливо оценить влияние скорости течения пленки и брызгоуноса на теплоотдачу при кипении в пленке.
Автор:  И. И. Гогонин
Ключевые слова:  течение пленки, теплообмен при кипении.
Стр:  821

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО ИСПАРЕНИЯ КАПЕЛЬ ЖИДКОСТИ
Представлены результаты экспериментальных и численных исследований нестационарного процесса испарения капель чистых жидкостей в сухой воздух при вариациях начальной температуры капли, температуры газовой среды и относительной скорости обтекания. Проанализированы области применения известных законов изменения размера испаряющейся капли во времени в зависимости от термогазодинамических условий и теплофизических свойств жидкой и газовой фаз.
Автор:  В. И. Терехов, В. В. Терехов, Н. Е. Шишкин, К. Ч. Би
Ключевые слова:  испарение капель, бинарные жидкости, фазовый переход, тепло- и массообмен.
Стр:  829

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОПОДГОТОВКИ И ГОРЕНИЯ УГОЛЬНОЙ ЧАСТИЦЫ. I. СТАДИЯ ПРОГРЕВА
Осуществлено математическое моделирование термоподготовки и последующего горения угольной частицы как многостадийного процесса. Расчет основных параметров последовательных стадий этого процесса: прогрев частиц; их сушка; выход летучих веществ, их воспламенение и горение; выгорание коксового остатка проведен по приближенно-аналитическим зависимостям. Выполнен детальный параметрический анализ влияния физических и режимных характеристик процесса на закономерности сжигания угольной частицы (на примере угля из Шивэ-Овооского месторождения Монголии). Определены условия эффективного сжигания одиночной угольной частицы как главного элемента всего топочного процесса.
Автор:  Х. Энхжаргал, В. В. Саломатов
Ключевые слова:  уголь, горение, прогрев, сушка, сжигание, коксовый остаток, математическая модель.
Стр:  837

ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ПАРАМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ, ОСЕДАЮЩИХ В ВЫСОКОГРАДИЕНТНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ КОРОТКОГО НАМАГНИЧЕННОГО ЦИЛИНДРА
Изучено движение диа- и парамагнитных микрочастиц, оседающих в жидкости вблизи вертикального намагниченного цилиндра конечной длины в плоскости, поперечной направлению намагничивания, описано явление пространственного разделения парамагнитных частиц по величине магнитной восприимчивости, выполнено сравнение эффективности разделения парамагнитных частиц в полях короткого цилиндра и шара.
Автор:  А. М. Жолудь
Ключевые слова:  парамагнитные микрочастицы, магнитофорез, высокоградиентная магнитная сепарация.
Стр:  847

ОСАЖДЕНИЕ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В ВЕРТИКАЛЬНЫХ КАНАЛАХ ИЗ ИЗОТРОПНОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА
Предложены уравнения для скорости турбулентного осаждения аэрозольных частиц в вертикальных трубах. Отмечено, что скорость осаждения частиц определяется гравитационной составляющей и турбулентной диффузией. Определена толщина слоя отложений и ее влияние на основные характеристики турбулентного потока. Полученные результаты сравниваются с имеющимися экспериментальными значениями скорости осаждения частиц в вертикальных трубах.
Автор:  Г. И. Келбалиев, З. И. Ибрагимов, Р. К. Касимова
Ключевые слова:  осаждение, аэрозольные частицы, турбулентная диффузия, масштаб турбулентности, энергия диссипации, коэффициент сопротивления, толщина отложений, коэффициент корреляции.
Стр:  853

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ И АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ УГЛЕВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Выполнены теоретические и экспериментальные исследования пористой структуры и адсорбционных свойств активированных углеродных волокнистых материалов и гранулированного активированного угля по отношению к парам бензола, толуола, этилацетата, изобутанола и ацетона. Определены параметры пористой структуры адсорбентов по адсорбции ими стандартного вещества - бензола, которые были использованы для расчета их адсорбционных характеристик по отношению к исследованным органическим растворителям. Было получено удовлетворительное соответствие между расчетными и экспериментальными характеристиками для всех исследованных адсорбтивов. Установлена зависимость адсорбционных свойств активированных углеродных волокнистых адсорбентов и гранулированного активированного угля от объема и размера адсорбирующих пор, а также от поляризуемости молекул адсорбтива.
Автор:  А. Ф. Долидович, Г. С. Ахремкова
Ключевые слова:  адсорбция, гранулированный активированный уголь, активированное углеродное волокно, парообразное летучее органическое вещество, изотерма.
Стр:  861

РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ ПРОЦЕССОВ КОНВЕКТИВНО- ДИФФУЗИОННОГО ПЕРЕНОСА ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Разработаны и протестированы расчетные схемы для одномерного уравнения конвективно-диффузионного переноса водорастворимых соединений, обеспечивающие удовлетворительные для практических целей результаты при различных формах начального профиля концентраций и соотношениях параметров конвективно-диффузионного переноса.
Автор:  Г. П. Бровка, И. Н. Дорожок, С. Н. Иванов
Ключевые слова:  конвекция, диффузия, водорастворимые соединения, расчетная схема, численная дисперсия.
Стр:  866

РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВОБОДНО-КОНВЕКТИВНЫХ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ
Представлены результаты математического моделирования полностью развитых плоских свободно-конвективных струйных течений. Решение находится в рамках модели ламинарного пограничного слоя в приближении Буссинеска с использованием метода сращиваемых асимптотических разложений. Построены аналитические зависимости основных характеристик струйного потока от числа Прандтля ипараметра плотности.
Автор:  О. Г. Мартыненко, В. Н. Коровкин
Ключевые слова:  вертикальные плоские струйные течения, свободно-конвективный теплообмен, ламинарный режим, математическое моделирование.
Стр:  878

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА СКОРОСТИ ОПУСКАНИЯ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ ПРИПОТОЛОЧНОГО ГАЗОВОГО СЛОЯ ПРИ ПОЖАРЕ В АТРИУМЕ
Представлены результаты расчета динамики опускания нижней границы припотолочного газового слоя в модельном атриуме с использованием различных зонных подходов и полевой модели. Проведено сравнение с экспериментальными данными. Показано, что при использовании зонной математической модели необходимо учитывать форму конвективной колонки, образующейся над источником горения. Отмечено, что применение приближения неограниченной свобод- но-конвективной струи для описания параметров конвективной колонки не отражает реальную термогазодинамическую картину развития пожара (в первую очередь влияние перекрытия атриума) и может привести как к недооценке, так и переоценке пожарной опасности атриумов.
Автор:  С. В. Пузач, Нгуен Тхань Хай
Ключевые слова:  пожар, атриум, припотолочный газовый слой, тепломассообмен, термогазодинамика, полевая математическая модель, зонная математическая модель, конвективная колонка, горение, свободно-конвективная струя.
Стр:  885

ЛИНЕЙНЫЙ АНАЛИЗ ЕСТЕСТВЕННО-КОНВЕКТИВНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ РАСТВОРА БИНАРНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА В ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКЕ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ
Исследовано влияние кинетики электродной реакции на критическое число Рэлея для раствора бинарного электролита, находящегося между плоскими горизонтальными электродами. В качестве математической модели использованы уравнения движения несжимаемой вязкой жидкости в приближении Буссинеска и уравнения материального баланса с условием электронейтральности. Получены аналитическое и численное решения линейной задачи устойчивости. Изучено влияние кинетических параметров электродной реакции (плотность тока обмена, число переноса катионов) и транспортных свойств раствора на критическое значение числа Рэлея.
Автор:  В. М. Волгин, А. Д. Давыдов, А. В. Жуков
Ключевые слова:  естественная конвекция, конвективная неустойчивость, бинарный электролит, электрохимическая ячейка.
Стр:  892

СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА В ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЯХ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ
Результаты моделирования естественной турбулентной конвекции в квадратной воздушной полости с размерами 0.75 x 0.75 м с изотермическими вертикальными и высокотеплопроводными горизонтальными стенками сравниваются с данными эксперимента, полученными для этой полости при числе Рэлея 1.58 x 109. При проведении численных исследований использовалась двумерная низкотурбулентная двухпараметрическая k - модель, известная как низкорейнольдсовая k - турбулентная модель. Результаты исследований представлены для распределений компонент скорости, температуры, локальных и средних значений числа Нуссельта. Модель использована также при расчете вынужденной турбулентной конвекции в низкоскоростном канале с обратной ступенькой. Результаты моделирования сравниваются с экспериментальными данными теплообмена в турбулентном отрывном течении после ступеньки. В обоих случаях получено удовлетворительное соответствие измеренных величин со значениями, прогнозируемыми k - -турбулентной моделью.
Автор:  А. И. Фомичев
Ключевые слова:  конвективный теплообмен, низкорейнольдсовая турбулентная модель, естественная и вынужденная конвекция.
Стр:  907

ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ В ДВУХСЛОЙНЫХ ЖИДКИХ СИСТЕМАХ В УСЛОВИЯХ МИКРОТЯЖЕСТИ
Проведено численное исследование роста кристаллов в условиях невесомости с использованием слоя дополнительной жидкости для безампульного варианта зонной плавки (плавающей зоны). Процесс кристаллизации изучался как без воздействия магнитного поля, так и со статическим магнитным полем при двух направлениях вектора напряженности. Проведена классификация структуры течения в зависимости от преобладания термокапиллярного эффекта на свободной поверхности или на границе раздела жидкостей. Исследована радиальная макросегрегация примеси для указанных методов выращивания кристаллов с несколькими комбинациями физических параметров жидкостей. Определены зависимости радиальной макросегрегации примеси от режимов течения, интенсивности и направления магнитного поля. Показано, что наибольший эффект снижения макросегрегации легирующей примеси достигается для течений с преобладанием термокапиллярного эффекта на свободной внешней границе жидкой двухслойной системы при определенной интенсивности магнитного поля.
Автор:  А. И. Феонычев
Ключевые слова:  механика жидкости, рост кристаллов, инкапсуляция, сегрегация примеси, магнитное поле.
Стр:  917

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ШАХТНОГО ВЕНТИЛЯТОРА ВСТРЕЧНОГО ВРАЩЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА FLUENT
Проведено математическое моделирование процессов, протекающих в проточной части осевого вентилятора встречного вращения, с помощью программного комплекса Fluent. Получены распределения газодинамических параметров, характеризующих основные закономерности исследуемого процесса, таких как скорость потока воздуха, массовый расход, давление воздушного потока, выявлены застойные зоны конструкции. Показана возможность использования математического моделирования для виртуальных (находящихся на стадии разработки) моделей вентиляторов, которые далее воплощаются в реальные объекты. Экспериментальные данные сопоставлены с результатами численного моделирования.
Автор:  Е. И. Гурина
Ключевые слова:  математическое моделирование, конечно-разностная сетка, осевой вентилятор, аэродинамические характеристики.
Стр:  924

AXIAL-THRUST RESPONSES DUE TO GAS TURBINE'S ROTOR BLADE DISTORTIONS
The axial thrust imposed on the shaft of a gas turbine depends upon its rotor blade inlet inclination to the turbine's axial direction: this inclination can change due to the distortions resulting from fouling, aging, tip rubbing, erosion, thermal fatigue cracks, and corrosion. Relevant influential parameters for an operational gas turbine were measured. Theoretical predictions for the behavior of the same turbine were obtained from computer simulations. The results of both measurements and theoretical predictions were compared and showed qualitative correspondence. The rotor blade profile distortions result in significant increases in the axial thrust on the compressor, which adversely affects the gas turbine's thermodynamic performance, reliability, and operational life.
Автор:  B. T. Lebele-Alawa
Ключевые слова:  gas turbine, compressor, rotor blade, axial thrust, vibration.
Стр:  930

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ УДАРНЫЕ ВОЛНЫ В МАГНИТНОЙ ГИДРОДИНАМИКЕ С УЧЕТОМ ГИПЕРБОЛИЧЕСКОГО ТЕПЛОПЕРЕНОСА (РЕШЕНИЯ ТИПА БЕГУЩИХ ВОЛН)
Методом бегущих волн исследуется решение уравнений магнитной гидродинамики для сред с бесконечной электропроводностью и переносом тепла при релаксации теплового потока. Определяются характеристики рассматриваемой системы гиперболических уравнений. С помощью теории обобщенных решений квазилинейных уравнений первого порядка доказывается устойчивость сильных разрывов магнитогидродинамических и тепловых величин.
Автор:  П. П. Волосевич, И. И. Галигузова, В. А. Гасилов, А. Ю. Круковский, Е. И. Леванов, В. А. Марченко
Ключевые слова:  магнитная гидродинамика с учетом теплопереноса, релаксация потока тепла, соотношения на фронте сильного разрыва, устойчивость разрывов магнитогидродинамических и тепловых величин.
Стр:  934

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ДВУХОСНООРИЕНТИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК ПО СТЕПЕНИ ИХ ПОПЕРЕЧНОЙ ВЫТЯЖКИ
Разработано выражение, обобщающее три основные геометрические схемы деформирования пленок (аксиальную, планарную и биаксиальную вытяжку), а также все промежуточные схемы. Система количественной идентификации неравномерно двухосноориентированных пленок по степени их поперечной вытяжки прошла проверку на шести различных типах пленок.
Автор:  В. В. Гончаренко, И. О. Микуленок, Д. Г. Швачко, Д. Н. Швед
Ключевые слова:  полимер, пленка, биаксиальная, двухосная вытяжка, ориентация, идентификация.
Стр:  949

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РУЧНОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ НА ДЕЙСТВУЮЩЕМ ГАЗОПРОВОДЕ. 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Рассмотрены вопросы математического моделирования температурных напряжений в стенке трубы магистрального газопровода при электродуговом заваривании дефектов. Представлены математические модели формирования температур, деформаций и напряжений с учетом фазовых превращений; численная реализация разработанных моделей в виде алгоритмов; компьютерная реализация разработанных алгоритмов в составе пакета прикладных программ; верификация вычислительного комплекса и результаты моделирования.
Автор:  В. И. Байков, И. А. Гишкелюк, А. М. Русь, Т. В. Сидорович, Б. А. Тонконогов
Ключевые слова:  магистральный газопровод, металл, фазовый состав, электродуговая сварка, математическое моделирование, алгоритм, численные методы, температурные напряжения.
Стр:  954

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РУЧНОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ НА ДЕЙСТВУЮЩЕМ ГАЗОПРОВОДЕ. 2. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СТЕНКЕ ТРУБЫ
Проведено численное моделирование воздействия силы тока и расхода газа на глубину проплавления и уровень временных и остаточных напряжений в стенках различной толщины магистрального газопровода при электродуговой сварке несквозных кавернообразных дефектов.
Автор:  В. И. Байков, И. А. Гишкелюк, А. М. Русь, Т. В. Сидорович, Б. А. Тонконогов
Ключевые слова:  математическое моделирование, численное исследование, электродуговая сварка, температурные напряжения, магистральный газопровод, глубина проплавления.
Стр:  965

ВЛИЯНИЕ ПРОЗРАЧНОСТИ НАРУЖНЫХ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ КОНСТРУКЦИЙ
Представлены расчетно-экспериментальный метод и результаты исследования влияния прозрачности наружного теплозащитного покрытия по отношению к солнечному излучению на тепловой режим конструкции космического аппарата в орбитальном полете.
Автор:  Л. Я. Падерин, Б. В. Прусов, О. Д. Токарев
Ключевые слова:  излучательная способность, поглощательная способность, отражательная способность, пропускательная способность, солнечное излучение, инфракрасное излучение, полупрозрачные материалы, терморегулирующие покрытия, тепловой режим.
Стр:  972

АКУСТИЧЕСКИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИНАРНОЙ ЖИДКОЙ СМЕСИ н-ДОДЕКАН + н-ГЕКСАДЕКАН
@ABSTRACT = Методом непосредственного измерения времени прохождения импульса исследована скорость звука в бинарной жидкой смеси н-додекан + н-гексадекан в интервале температур 298-433 К и давлений 0.1-100.1 МПа. Максимальная погрешность измерений составляет 0.1%. Экспериментальные данные по скорости звука для исследованной смеси получены впервые. На основе данных о скорости звука определены плотность, изобарный коэффициент расширения, изобарная и изохорная теплоемкости, изотермический коэффициент сжимаемости смеси трех составов в интервале температур 298-433 К и давлений 0.1-100 МПа. Вычислены коэффициенты уравнения Тейта в указанном интервале параметров. Представлена таблица термодинамических свойств смеси.
Автор:  Т. С. Хасаншин, В. С. Самуйлов, А. П. Щемелев, Ф. М. Мосбах
Ключевые слова:  н-додекан, н-гексадекан, бинарные смеси, скорость звука, плотность, теплоемкость, сжимаемость, изобарный коэффициент расширения.
Стр:  979

STUDY ON THE HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS AND PRESSURE DROP IN CHANNELS WITH ARC-SHAPED WAVY PLATES
The heat transfer characteristics and pressure drop in a channel with arc-shaped wavy plates are presented. The test channel with two opposite wavy plates, whose peaks are in-phase or out-of-phase, are tested under constant wall heat flux conditions. The experiments are made for the Reynolds number and heat flux in the ranges 1500-2500 and 0.5-1.2 kW/m2, respectively. The effects of relevantparameters on the heat transfer characteristics are considered. A turbulent mathematical model is employed to simulate the temperature and velocity distributions. The predicted results are verified by comparing with measured data, and reasonable agreement is obtained. Due to the onset and growth of the recirculation zones, the convective heat transfer in the channel with wavy plates is higher than that with flat plates.
Автор:  Paisarn Naphon
Ключевые слова:  heat transfer enhancement, arc-shaped wavy plate.
Стр:  995

STUDY OF THERMODYNAMIC PROPERTIES OF LIQUID BINARY ALLOYS BY A PSEUDOPOTENTIAL METHOD
On the basis of the Percus-Yevick hard sphere model as a reference system and the Gibbs-Bogoliubov inequality, a thermodynamic perturbation method is applied with the use of the well-known model potential. By applying a variational method, the hard core diameters are found which correspond to a minimum free energy. With this procedure, the thermodynamic properties such as the internal energy, entropy, Helmholtz free energy, entropy of mixing, and heat of mixing are computed for liquid NaK binary systems. The influence of the local field correction functions of Hartree, Taylor, Ichimaru-Utsumi, Farid-Heine-Engel-Robertson, and Sarkar-Sen-Haldar-Roy is also investigated. The computed excess entropy is in agreement with available experimental data in the case of liquid alloys, whereas the agreement for the heat of mixing is poor. This may be due to the sensitivity of the latter to the potential parameters and dielectric function.
Автор:  Aditya M. Vora
Ключевые слова:  pseudopotential method, liquid NaK alloys, Percus-Yevick (PY) hard sphere model, local field correction functions, thermodynamic properties.
Стр:  1004

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ РОТАЦИОННОМ ФОРМОВАНИИ
Описаны основные этапы ротационного формования. Особое внимание уделено процессам тепло- и массопереноса, происходящим в течение стадии нагревания. Приведены основные закономерности изменения температуры в течение цикла ротационного формования. Рассмотрены модели движения материала в форме на протяжении указанной выше стадии. Описана кинетика нагревания отдельной сферической частицы.
Автор:  М. М. Ревяко, Е. З. Хрол
Ключевые слова:  ротационное формование, нагревание, теплопередача, порошок, форма, теплопроводность, температура, циркуляция, обрушение, скольжение.
Стр:  1022

ПАНОРАМНАЯ ДИАГНОСТИКА ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕМПЕРАТУР И ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ В АЭРОДИНАМИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Описаны принципы визуализации и измерения поверхностных температур и тепловых потоков методом жидкокристаллической термографии в аэрофизическом эксперименте. Рассмотрены свойства полимерно-жидкокристаллических термочувствительных покрытий и их применение в дозвуковых и гиперзвуковых установках для исследования структуры пристенного течения и аэродинамического нагрева.
Автор:  Г. М. Жаркова, В. Н. Коврижина
Ключевые слова:  жидкие кристаллы, холестерические жидкие кристаллы, полимерно-жидкокристаллические термочувствительные покрытия, жидкокристаллическая термография.
Стр:  1072

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ