ТОМ 93, №2


РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ДВУХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ МИНИМИЗАЦИИ ПОТЕНЦИАЛА ГИББСА
Предложен метод моделирования термодинамического равновесия двухфазной многокомпонентной системы раствор–пар на основе решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений, вытекающих из принципов неравновесной термодинамики и статистической физики. Расчет термодинамики жидкой и паровой фаз осуществлялся на основе уравнения состояния. В ходе решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений определялись молярные объемы раствора и пара, молярный состав фаз, давления начала кипения раствора и конденсации пара. Предложенный метод принципиально отличается от популярного эмпирического метода Рэчфорда–Райса. Представлены результаты расчета с использованием этого метода.  
Автор:  И. В. Деревич, А. А. Панова
Ключевые слова:  потенциал Гиббса, термодинамическое равновесие, неравновесная термодинамика, термодинамическое уравнение состояния, фугитивность, линия фазового равновесия
Стр:  259

ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ НЕПРЕРЫВНЫХ СМЕСЕЙ С УЧЕТОМ НЕОБРАТИМОСТИ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА
Рассмотрена задача оценки максимальной производительности и соответствующих ей затрат теплоты в каскаде колонн ректификации, разделяющих непрерывные смеси на фракции, характеризующиеся их температурами кипения. Для случая, когда температуры в дефлегматоре и кубе колонны близки к температурам кипения граничных фракций, предложен способ определения порядка разделения, минимизирующего суммарные затраты теплоты.  
Автор:  А. И. Балунов, А. М. Цирлин
Ключевые слова:  непрерывная смесь, ректификация, термодинамическая оптимизация, производство энтропии, множество реализуемых режимов
Стр:  274

ИССЛЕДОВАНИЕ НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ПРОПИТКИ И ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПОРИСТОЙ СРЕДЫ ДВУХКОНТИНУАЛЬНОЙ МОДЕЛЬЮ
Исследуется начальная стадия пропитки (экстрагирования) на основе модели массопереноса в пористом материале, состоящем из двух континуумов (бидисперсная модель) со своей спецификой диффузионных процессов в каждом из них. Основное внимание уделено рассмотрению асимптотических (аналитических) представлений решений соответствующих задач при типичных дополнительных условиях, в частности, для тела конечных размеров.
Автор:  А. И. Мошинский
Ключевые слова:  двухконтинуальная модель, пропитка, экстрагирование, пористое тело
Стр:  283

АНАЛИТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЗАСЫПОК СОРАЗМЕРНЫХ И РАЗНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ
Представлены уточненные аналитические зависимости для оценки основных параметров соразмерных и разноразмерных хаотично расположенных частиц и/или гранул засыпок, позволяющие в комплексе достаточно строго оценивать свойства засыпок по средним размерам частиц (гранул), соотношению средних размеров крупных и мелких частиц, пористости. Представленная методика учитывает реальные свойства порошковых засыпок и их кластеризацию. Она позволяет определить пористость, коэффициент внутреннего трения и среднее координационное число частиц или гранул засыпок. Результаты, полученные по предложенным зависимостям, хорошо согласуются с экспериментальными данными.   
Автор:  Ю. Н. Крючков
Ключевые слова:  засыпки, модель, коэффициент внутреннего трения, кластеризация, структура, координационное число, критическое координационное число, плотность упаковки, пористость, размер частицы.
Стр:  293

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СМЕСИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
Проведено моделирование формирования смеси порошков. Задача решена методом дискретных элементов в приближении бидисперсной упаковки сферических частиц. Показана зависимость пористости смеси от размеров частиц смешиваемых порошков и адгезионного взаимодействия частиц  
Автор:  Е. Н. Дьяченко, Н. Н. Дьяченко
Ключевые слова:  метод дискретных элементов, пористость, адгезионное взаимодействие.
Стр:  300

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВОЙСТВ ГАЗОВОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЗВЕСИ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ НА РАЗЛЕТ СЖАТОГО ОБЪЕМА ГАЗОВЗВЕСИ В ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЕ
Численно моделируется процесс распространения прямого скачка уплотнения из газовзвеси в чистый газ. В качестве несущей среды камеры высокого давления ударной трубы рассматривались различные газы. Исследовалось влияние свойств газовой компоненты газовзвеси на процесс истечения запыленной среды в камеру низкого давления и на пространственное распределение температуры твердых частиц.  
Автор:  Д. А. Тукмаков
Ключевые слова:  газовзвесь, ударные волны, численное моделирование, межфазный теплообмен
Стр:  304

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КАПЕЛЬ ВОДЫ В АЭРОЗОЛЬНОМ ОБЛАКЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ СТОЛКНОВЕНИЯХ
Представлены результаты экспериментальных исследований процессов столкновений капель воды в газовой среде при варьировании основных параметров в широких диапазонах, соответствующих перспективным газопарокапельным технологиям: размеры (радиусы) — 0.1–1 мм, скорости перемещения — 0–10 м/с, углы взаимодействия (атаки) — 0–90o , относительная объемная концентрация — 0.1 ⋅ 10–3–8.5 ⋅ 10–3 м3 воды/м3 газа, скорость движения потока — 0–10 м/с, температура — 20–1000o C, направления потоков: встречное, сонаправленное, поперечное. При обработке результатов опытов основное внимание уделено влиянию относительной объемной концентрации капель на характеристики их взаимодействия. Рассчитаны относительные вероятности четырех типичных режимов взаимодействия капель: отскока, коагуляции, разлета и дробления (измельчения). Показаны диапазоны параметров капель, для которых рост концентрации последних в аэрозоле приводит к повышению вероятности коагуляции, отскока или измельчения. Также представлены диапазоны варьирования концентрации капель в газовой среде, в которых высоки вероятности всех исследованных схем взаимодействия. Выполнена критериальная обработка результатов опытов с использованием известных подходов к обобщению через расчет углового коэффициента взаимодействия и числа Вебера.  
Автор:  О. В. Высокоморная, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак, Н. Е. Шлегель
Ключевые слова:  капли воды, взаимодействие, столкновения, относительная объемная концентрация капель, статистический анализ, относительная вероятность
Стр:  311

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ВЕРТИКАЛЬНОГО ГИДРОПРОСЛУШИВАНИЯ ГАЗОВОГО ПЛАСТА
Построена математическая модель процесса вертикального гидропрослушивания газового пласта, вскрытого несовершенной скважиной. Исследовано влияние параметров призабойной зоны на кривые изменения давления в активном и реагирующем интервалах скважины. Показано, что по результатам вертикального гидропрослушивания можно определить параметры, определяющие скин-фактор: проницаемость пласта, проницаемость и радиус призабойной зоны.  
Автор:  М. Н. Шамсиев, М. Х. Хайруллин, П. Е. Морозов
Ключевые слова:  вертикальное гидропрослушивание, скин-фактор, проницаемость, радиус призабойной зоны, обратная задача
Стр:  324

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ОБРАТНОЕ ПРЕССОВАНИЕ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ АКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ
На основе теоретического анализа реодинамической модели процесса обратного прессования порошкового пористого материала с активным действием силы внешнего трения исследованы особенности влияния этого трения на динамику распределения плотности материала. Дано обоснование преимуществ указанного способа прессования порошкового материала в сравнении с односторонним высокотемпературным прессованием, наиболее распространенным в порошковой металлургии и в технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.  
Автор:  А. М. Столин, Л. С. Стельмах, С. В. Карпов
Ключевые слова:  обратное прессование, активное внешнее трение, реодинамическая модель, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, плотность, напряжение
Стр:  331

АДСОРБЦИОННАЯ ОСУШКА ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА СЕЛЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ
Изучена адсорбционная осушка трансформаторного масла селективной очистки с использованием силикагеля КСК, синтетического цеолита NaA и природных цеолитов (опоки килачевского месторождения и цеолит клиноптилолита)  
Автор:  Л. Р. Гайнуллина, В. П. Тутубалина
Ключевые слова:  трансформаторное масло, адсорбционная осушка, адсорбент, силикагель, цеолит
Стр:  338

ТЕПЛООБМЕН И НЕИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ПРИ ФОРМОВАНИИ ПЛОСКОЙ ВЯЗКОУПРУГОЙ ПЛЕНКИ
Исследуются процессы теплообмена и неизотермической кристаллизации при формовании плоской вязкоупругой полимерной пленки. Расплав полимера продавливается через плоскощелевую головку экструдера, подвергается одноосному растяжению и одновременно охлаждению на воздухе, затем поступает на приемно-охлаждающий валок. Предполагается, что пленка достаточно широкая и расстояние между головкой экструдера и приемным валком минимально до такой степени, что можно пренебречь изменением ширины полотна в процессе продольной вытяжки. Рассматривается установившийся неизотермический процесс. Считается также, что силами тяжести, инерции и поверхностным натяжением можно пренебречь. С реологической точки зрения расплав полимера представляет собой вязкоупругую жидкость. Используется верхняя конвективная модель Максвелла с вязкостью, зависящей от температуры и степени кристалличности. Математическая модель дополняется уравнением кинетики неизотермической кристаллизации. Задача решена численно методом конечных разностей.  
Автор:  А. В. Баранов
Ключевые слова:  вязкоупругая жидкость, теплообмен, формование плоских пленок, кристаллизация
Стр:  343

ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ В СКВАЖИНЕ В ИНТЕРВАЛЕ ПОСТОЯННЫХ ГРАДИЕНТОВ С УЧЕТОМ ЗАВИСИМОСТИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
Рассмотрена задача о нестационарном теплообмене восходящего потока жидкости с учетом нелинейности, обусловленной зависимостью теплопроводности нефти от температуры. Метод решения представляет собой комбинацию методов малого параметра и в "среднем точного" асимптотического. Путем разложения по малому и асимптотическим параметрам задача сведена к цепочке линейных задач. Для определения первого коэффициента разложения по малому параметру развита специальная процедура расцепления. С помощью разработанного аппарата малого и формального параметров найдены аналитические зависимости температуры в скважине и окружающих породах от времени и пространственных координат, учитывающие анизотропию теплофизических свойств сред. Показано, что нулевое приближение функции температуры по малому параметру, в качестве которого использован температурный коэффициент γ, совпадает с решениями соответствующей линейной задачи с постоянным значением радиальной составляющей теплопроводности λr, а первое приближение учитывает вклад нелинейности в полученное решение.  
Автор:  А. И. Филиппов, О. В. Ахметова, М. А. Зеленова, Р. В. Сираев
Ключевые слова:  теплопроводность, теплообмен, конвекция, асимптотический метод, аналитическое решение.
Стр:  350

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОДЕЛИ ЗАКРИЗИСНОГО ТЕПЛООБМЕНА, ПРИМЕНЯЕМОЙ В СИСТЕМНОМ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКОМ РАСЧЕТНОМ КОМПЛЕКСЕ КОРСАР
Представлено сравнение результатов расчета температуры стенки и пара с опытными данными экспериментов, моделирующих повторный залив активной зоны реакторов, охлаждаемых водой. Показана необходимость совершенствования модели, реализованной в расчетном комплексе КОРСАР, для случая низких массовых скоростей и давлений. Предложена инженерная методика учета капель при отводе тепла в зоне над фронтом смачивания.  
Автор:  Н. Д. Агафонова, И. Л. Парамонова
Ключевые слова:  повторный залив, фронт смачивания, дисперсный поток, размер капель, функция распределения, температура стенки
Стр:  360

NUMERICAL SIMULATION OF THE TEMPERATURE FIELDS IN A SINGLE-PHASE FLOW IN AN ASYMMETRICALLY HEATED MINICHANNEL
The heat transfer in the single-phase flow of a liquid in an asymmetrically heated horizontal minichannel was investigated. Thermograms of the surface of a heater in the minichannel and the surface of its adiabatic part have been obtained with the use of an infrared camera, and they were used to construct temperature profiles for these surfaces. Stationary temperature distributions in the insulating foil, the heater surface, and the liquid flow in the minichannel have been obtained, respectively, with the use of the Laplace equation, the Poisson equation, and the energy equation involving the frictional heat losses. The solution of the system of these differential equations with special boundary conditions has culminated in the solution of three sequential inverse problems on the heat conduction in the indicated adjacent regions having different physical parameters. These problems were solved using the Trefftz method, and the temperature of the liquid flow in the minichannel was calculated by the Picard– Trefftz method. The temperature distributions obtained for the liquid flow and the heater surface were used to determine the heat transfer through the liquid–heater interface. The Trefftz and Picard–Trefftz methods yielded similar local heat transfer coefficients and temperature distributions.  
Автор:  M. Grabowski, M. E. Poniewski, S. Hożejowska, A. Pawińska
Ключевые слова:  heat transfer, minichannel, single phase, inverse heat-transfer problem, Picard and Trefftz methods
Стр:  369

ТЕМПЕРАТУРА МАТЕРИАЛА В ПРОЦЕССЕ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ ТОНКИХ МАТЕРИАЛОВ В ПЕРИОДЕ ПАДАЮЩЕЙ СКОРОСТИ СУШКИ
Рассмотрен метод расчета температуры тонких плоских материалов в периоде падающей скорости сушки на основе аналитического решения дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности с граничными условиями третьего рода, содержащими уравнение скорости сушки во втором периоде  
Автор:  А. И. Ольшанский, А. М. Гусаров
Ключевые слова:  влагосодержание, коэффициент сушки, коэффициент теплообмена, критерий Био
Стр:  378

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ ЗАМОРОЖЕННЫМИ ШАРАМИ
Одним из направлений интенсификации производственных процессов и сохранения качественных показателей обрабатываемого сырья за счет быстрого охлаждения жидкостной среды является применение энергосберегающей холодильной техники. Так, в пищевой промышленности охлаждение субстанций биологического происхождения способствует сохранению их биологических свойств, предотвращает размножение микрофлоры в продукте. Однако до сих пор процесс охлаждения относится к наименее изученной стадии обработки жидкости холодом, а используемые для этой цели технические средства не в полной мере отвечают современным требованиям. В настоящее время одним из перспективных направлений совершенствования техники и технологии ускоренного снижения температуры жидкостной среды является интродукция в нее охлажденных до достаточно низких температур тел шарообразной формы. Данный технологический способ используют, в частности, в металлургии. Результаты проведенных исследований в пищевой промышленности выявили преимущества водоподготовки охлаждением водной среды с помощью замороженных шаров перед другими: высокая интенсивность процесса, снижение энергозатрат. В данной работе проблема охлаждения жидкостной системы с помощью замороженных шаров формулируется и решается в рамках классической линейной краевой задачи для уравнения теплопроводности. В области реальных значений параметров процесса по объекту исследования полученное решение используется в качестве основы для численного эксперимента по моделированию протекания процесса охлаждения водной среды. Расчетным путем исследована эффективность использования предложенного способа с целью охлаждения жидкости по таким параметрам как температурный фактор, объемная концентрация шаров в жидкостной системе, период обработки жидкости холодом. Отраженные графиками результаты вычислений выявляют согласие полученных результатов расчетов исследуемого процесса с физическим смыслом поставленной задачи, а также с опытными наблюдениями.  
Автор:  Е. В. Семенов, Б. С. Бабакин, М. И. Воронин, А. Н. Сучков
Ключевые слова:  жидкостная система, охлаждение, теплопередача, шар, краевая задача, эффективность процесса
Стр:  384

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ КОГЕНЕРАЦИОННО-ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ КОММУНАЛЬНОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ И ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЙ
Предложена методика определения относительной интегральной топливной экономичности теплоэнергетических установок, основанная на уравнениях балансов их тепловых и электрических мощностей. Проведен сравнительный анализ топливной экономичности комбинированной когенерационно-теплонасосной технологии генерации теплоты с традиционными технологиями. Представлены результаты сравнительного анализа топливной экономичности комбинированной когенерационно-теплонасосной установки, котельной установки и автономной теплонасосной установки, потребляющей сетевую электроэнергию от тепловой электростанции. Поскольку энергетической базой когенерационно-теплонасосной установки является когенерационная установка, проведено также сравнение такой установки с установками для раздельной выработки электрической и тепловой энергий на тепловой электростанции и в котельной.   
Автор:  Ю. Ф. Снежкин, Б. Д. Билека
Ключевые слова:  когенерационные, теплонасосные и котельные установки, тепловые электростанции, коэффициент полезного действия, коэффициент трансформации теплоты, топливная экономичность, теплоэнергетика, теплотехнологии
Стр:  391

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА ОТХОДОВ ШИН
Утилизация отходов автомобильных шин, являющаяся актуальной проблемой, может быть осуществлена путем низкотемпературного пиролиза в непрерывно действующих установках с получением товарных продуктов — жидкой фракции и твердого коксового остатка. При создании таких установок охлаждение выгружаемого коксового остатка может стать фактором, лимитирующим весь технологический процесс. В работе исследован процесс охлаждения слоя твердых продуктов пиролиза на открытом воздухе. Экспериментально установлено возникновение экзотермии в объеме коксового остатка при температуре поверхностного слоя от 608o С и выше. Разработана методика, позволяющая выявлять данный эффект для процесса пиролиза других углеродсодержащих материалов.  
Автор:  В. Д. Ванюшкин, С. К. Попов, И. Н. Свистунов
Ключевые слова:  пиролиз, отходы шин, охлаждение коксового остатка, экзотермия, порозность
Стр:  398

КИНЕТИКА НЕРАВНОВЕСНОГО ПЛАВЛЕНИЯ МАКРОСИСТЕМЫ, ИНИЦИИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА НЕЕ ОБЪЕМНОГО ТЕПЛОВОГО ИСТОЧНИКА
Построена кинетическая модель неравновесного плавления макросистемы, инициированного воздействием на нее объемного источника тепла, формирующегося в ней. В этой модели процесс плавления системы описывается с учетом термодинамических флуктуаций параметра порядка системы, играющих существенную роль при перегреве системы и достижении ею точки абсолютной неустойчивости, в которой первоначально метастабильное состояние твердой фазы системы становится абсолютно неустойчивым относительно бесконечно малых флуктуаций жидкой фазы. Найдены аналитические решения кинетических уравнений для различных скоростей нагрева системы.   
Автор:  Е. Е. Слядников, Ю. А. Хон , П. П. Каминский, И. Ю. Турчановский
Ключевые слова:  макросистема, неравновесный фазовый переход, тепловой источник, кинетические уравнения
Стр:  403

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПОЛНИТЕЛЯ И ТИПА МАТРИЦЫ НА СВОЙСТВА ТЕРМОПЛАСТОВ, НАПОЛНЕННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ ШУНГИТА
Исследовано влияние шунгитового наполнителя на теплофизические и электрофизические свойства термопластов. Показано, что наполнение термопластов шунгитовым наполнителем особенно эффективно при высокой концентрации наполнителя. Наиболее существенно шунгит увеличивает тепло- и температуропроводность, а также электропроводность при 60 мас.% наполнения. При этом влияние шунгита в большей степени проявляется при наполнении полиамида по сравнению с полиэтиленом, что обусловлено заметным нуклеирующим эффектом шунгита. Показано, что при одинаково высокой степени наполнения композит на основе ПА6 проявляет свойства проводника, а на основе ПЭНП — остается диэлектриком. Установлено, что наночастицы шунгита активно взаимодействуют с термопластичной матрицей, структурируя полимер и приводя к повышению теплофизических и электрофизических свойств полимерного композита.  
Автор:  С. М. Данилова-Третьяк, Л. Е. Евсеева, А. В. Кравцевич, В. Г. Лещенко, К. В. Николаева, Н. Н. Рожкова, Л. И. Шашура
Ключевые слова:  наноразмерный шунгитовый наполнитель, термопластичные полимеры, ПА6, ПЭНП, композиционные материалы, теплопроводность, температуропроводность, удельная теплоемкость, электрофизические свойства
Стр:  416

ГИДРОФИЛЬНО-ОЛЕОФОБНЫЕ МЕМБРАНЫ НА ОСНОВЕ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА МЕТОКСИТРИМЕТИЛСИЛАНА С ДОБАВКАМИ ЧАСТИЦ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ
Показана возможность получения гидрофильно-олеофобных мембран путем нанесения олеофобизирующего соединения на основу мембраны, представленную сетками из нержавеющей стали марок 100, 200 и 400. Олеофобизирующее соединение представляет собой метокситриметилсилан, при гидролизе которого формируются олеофобные метильные и гидрофильные силанольные группы, которые формируют тип смачиваемости мембраны. Показано, что введение наноструктурированных частиц диоксида кремния создает шероховатость поверхности с огромным количеством пор и каналов, что значительно усиливает олеофобность синтезируемых мембран. Полученные мембраны проявляют высокую олеофобность к органическим жидкостям, при этом пропуская через свою структуру воду, что перспективно для их применения в сфере низкозатратного гравитационного разделения воды и органических жидкостей.  
Автор:  Ф. Султанов, Ч. Даулбаев, Б. Бакболат, О. Даулбаев, З. Мансуров
Ключевые слова:  мембраны, силан, олеофобность, гидрофильность, диоксид кремния, разделение.
Стр:  424

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О СОПРЯЖЕННОМ НЕСТАЦИОНАРНОМ ТЕПЛООБМЕНЕ ПРИ СВЕРХЗВУКОВОМ ОБТЕКАНИИ ЗАТУПЛЕННОГО ПО СФЕРЕ КОНУСА ПОД УГЛОМ АТАКИ
Рассмотрено обтекание затупленного по сфере конуса сверхзвуковым потоком газа под различными углами атаки. Исследовано влияние пространственного характера течения на возможность управления температурным режимом обтекаемого тела. Для базовых условий, соответствующих аэродинамическому эксперименту, оценена возможность уменьшения температуры тела в зависимости от его материала, угла атаки и других определяющих параметров задачи. Результаты численного решения задачи о сопряженном теплообмене конического тела с обтекающим его потоком газа для различных углов атаки обработаны в критериальном виде. Полученные зависимости позволяют оценить уровень снижения максимальной температуры тела в зависимости от теплофизических характеристик его материала, в том числе для нестационарных условий. Показано, что при возрастании угла атаки равномерный прогрев периферийной области тела и заметное снижение температуры его наветренной части могут быть обеспечены путем изготовления этих частей из материалов с высокой теплопроводностью.  
Автор:  В. И. Зинченко, В. Д. Гольдин
Ключевые слова:  аэродинамический нагрев, сопряженный теплообмен, угол атаки, теплозащитные материалы, ламинарный пограничный слой
Стр:  431

РАСЧЕТНОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТРУБЫ ВЕНТУРИ КАК ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА КОЛЕБАНИЙ
Представлена математическая модель нестационарного турбулентного течения жидкости при наличии кавитации в трубе Вентури в режиме автоколебаний, построенная на основе системы уравнений неразрывности и уравнений Навье–Стокса, модели турбулентности k–ε и полной кавитационной модели. Получены экспериментальные и расчетные амплитудно-частотные характеристики колебаний. Выполнено их сопоставление.  
Автор:  А. С. Корнеев, Д. А. Жебынев, А. М. Фельдман
Ключевые слова:  труба Вентури, кавитация, колебания давления, амплитудно-частотные характеристики, эксперимент, расчет
Стр:  443

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВНУТРИБАЛЛИСТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ПУШЕЧНОГО СТАРТА ГРУППЫ СУПЕРКАВИТИРУЮЩИХ УДАРНИКОВ
Разработана математическая модель выстрела из гладкоствольной баллистической установки для пушечного старта группы суперкавитирующих ударников. Для верификации математической модели проведены экспериментальные исследования высокоскоростного метания группы тел на гидробаллистическом стенде. Проведено комплексное параметрическое исследование по определению условий заряжания баллистической установки для достижения необходимой дульной скорости, обеспечивающей суперкавитирующий режим движения группы ударников в воде.  
Автор:  А. Н. Ищенко, В. В. Буркин, В. З. Касимов, С. А. Афанасьева, А. С. Дьячковский, К. С. Рогаев
Ключевые слова:  математическая модель, групповое метание, суперкавитирующее движение
Стр:  451

РЕЖИМЫ ТЕЧЕНИЯ ВОДОВОЗДУШНОГО ПОТОКА В КОРОТКОЙ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРУБЕ ПРИ НИЖНЕМ ПОДВОДЕ ФАЗ
Представлены результаты экспериментального исследования адиабатного течения водовоздушного потока в короткой вертикальной трубе при нижнем подводе фаз и инжекционной подаче воды. Показано, что определяющее влияние на режим течения имеет величина зазора между нижним обрезом трубы и уровнем жидкости в корпусе аппарата. Определены условия возникновения характерных гидродинамических режимов, а также потери напора в активной зоне модели контактного аппарата.  
Автор:  П. А. Барабаш, А. С. Соломаха, А. И. Гуров, О. А. Панченко
Ключевые слова:  режимы течения, захлебывание, водовоздушный поток, барботаж, пленка жидкости
Стр:  458

РЕЛАКСАЦИЯ ДАВЛЕНИЯ В ТРУБЧАТОМ КАНАЛЕ, ИМЕЮЩЕМ ПОВРЕЖДЕННЫЙ УЧАСТОК, ПОСЛЕ ОПРЕССОВКИ
Рассмотрена задача о релаксации давления в трубчатом канале (трубопроводе), имеющем поврежденный участок, после опрессовки. Трубопровод заполнен жидкостью и находится в грунте. Получено интегральное уравнение, описывающее снижение давления в трубопроводе. Найдены точное аналитическое и приближенное решения интегрального уравнения. В качестве характерного параметра, определяющего темп снижения давления в трубопроводе, рассмотрен период полувосстановления давления после опрессовки. Проанализирована зависимость периода полувосстановления давления от геометрических параметров трубопровода, протяженности поврежденного участка, свойств жидкости, а также фильтрационных характеристик грунта.  
Автор:  В. Ш. Шагапов, И. Г. Хусаинов, З. Р. Хакимова
Ключевые слова:  релаксация давления, жидкость, трубчатый канал, грунт
Стр:  466

ПЛЕНОЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПО ДЛИНЕ ПЛАСТИНЫ ПОДАЧЕЙ ОХЛАДИТЕЛЯ В ПОЛУСФЕРИЧЕСКИЕ УГЛУБЛЕНИЯ ПРИ ВРАЩЕНИИ
Представлены результаты компьютерного моделирования пленочного охлаждения с распределенной по длине пластины подачей охладителя через наклонные отверстия в полусферических углублениях. Расчеты выполнены в диапазоне изменения параметра вдува от 0.5 до 2.0 в стационарных условиях и при вращении с использованием коммерческого пакета ANSYS CFX 14  
Автор:  А. А. Халатов, Н. А. Панченко, Т. В. Доник
Ключевые слова:  вращение, пленочное охлаждение, полусферические углубления, компьютерное моделирование
Стр:  474

INFLUENCE OF THE REGION OUTSIDE A VENT ON THE EXPLOSION OF AN INDOOR GAS
The overpressure and flame generated in the explosion of a gas in different regions of a room outside a vent in it were investigated using computational fluid dynamics. The calculation data obtained were compared with the corresponding results of earlier large-scale experiments on this subject, and they show that the smaller the distance from the vent, the larger the oscillations of the indoor overpressure, and that the outside region of the vent substantially influences the indoor explosion flow field. It was established that, as the outside-region length increases, the peak indoor overpressure approaches the experimental one, but the amplitude of the overpressure oscillations caused by the Helmholtz and Taylor effects increases substantially in this case. The numerical simulation of the explosion hazard of a ventilated gas in a room seems reasonable in the case where the outside region of a vent is not shorter than the room  
Автор:  Kai Yang, Pengfei Lv, Jiancun Gao, Lei Pang
Ключевые слова:  gas explosion, vent, numerical simulation, flame velocity, overpressure
Стр:  481

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЛОСКОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С ОБЛАСТЯМИ РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ И ПЛОТНОСТИ В МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ ГАЗОВЗВЕСИ
Исследованы взаимодействия плоской ударной волны в газе или в газовзвеси с областями квадратного и ромбовидного сечений, отличными по плотности от окружающей среды. Для расчета использована высокоустойчивая монотонная схема с малой численной диссипацией. Сравнения с экспериментами по рефракции ударной волны на границе раздела двухкомпонентного газа подтвердили адекватность схемы. Показано влияние фактора отношения плотностей (числа Атвуда), формы неоднородностей, размеров частиц на ударно-волновую структуру и развитие неустойчивости Рихтмайера–Мешкова.  
Автор:  Д. В. Садин, В. А. Давидчук
Ключевые слова:  газовзвесь, ударная волна, граница раздела сред, рефракция, неустойчивость Рихтмайера–Мешкова
Стр:  489

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Представлены логическая и математическая формулировки задачи системного проектирования сложных систем по комплексному критерию качества. В качестве сложных систем рассмотрены реактивные двигатели летательных аппаратов. Задача системного проектирования энергосистемы сформулирована как задача обеспечения ее минимальной массы при заданных ограничениях по надежности, экономическим затратам и другим параметрам  
Автор:  Б. Т. Ерохин, В. А. Сорокин, А. С. Андрюшин
Ключевые слова:  энергосистема, критерий качества, параметрический синтез
Стр:  499

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ