ТОМ 85,


ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС В СИСТЕМЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЙ ГАЗ–ПОРИСТЫЙ СЛОЙ УГЛЕРОДА–МЕТАЛЛ И ФОРМИРОВАНИЕ ПЕРЕСЫЩЕННЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ УГЛЕРОДА
Показано, что пористый слой углерода, образующийся вблизи каталитической поверхности металла, играет важную роль в промышленных технологиях получения углеродных нановолокон. Измерена эффективная теплопроводность пористых углеродных образцов. Разработана математическая модель процессов переноса внутри пористого слоя и исследованы ее стационарные решения. Показано, что уменьшение толщины пористого слоя вследствие очистки и последующий его рост приводят к возникновению пересыщенного твердого раствора углерода в металле.
Автор:  Д. А. Такопуло, С. П. Фисенко
Ключевые слова:  эффективная теплопроводность пористого слоя, диффузия углерода, время выхода на стационарный режим, аппроксиманта Паде, растворимость углерода в металле
Стр:  503

ПИРОЛИЗ ФЕМТОЛИТРОВОЙ КАПЛИ В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ АЭРОЗОЛЬНОМ РЕАКТОРЕ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ
При быстром испарении капель водного раствора NiCl2 в аэрозольном реакторе экспериментально обнаружены продукты низкотемпературного пиролиза растворенного вещества. Рентгеноспектральный анализ показал, что примерно 37% атомов никеля переходит в оксиды. Продукты пиролиза обладают остаточной намагниченностью. Обнаружено также, что скорость испарения соединений никеля и хлора зависит от радиуса капель и их массового расхода
Автор:  К. И. Делендик, В. И. Саверченко, С. П. Фисенко
Ключевые слова:  испарение, наночастицы, оксид никеля, пересыщенный раствор, гальванопластика, рентгеноспектральный анализ
Стр:  512

О ВОЗМОЖНОСТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
Дана классификация режимов горения. Показано влияние различных факторов на скорость горения и высоту факела. Приведены соотношения для определения скоростей ламинарного и турбулентного горения топлива
Автор:  Ю. В. Полежаев, О. Г. Стоник, Г. В. Габбасова
Ключевые слова:  режимы горения, высота факела, масштаб турбулентного горения
Стр:  516

МЕТОДИКА ХАРАКТЕРИЗАЦИИ И ВЫБОРА ТВЕРДОГО СМЕСЕВОГО ТОПЛИВА ДЛЯ МИНИ-ДВИГАТЕЛЕЙ МИКРОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Предложена методика характеризации и выбора твердых смесевых топлив для использования их в качестве твердотопливного заряда мини-двигателей микроэлектромеханических систем. Методика основана на решении самосогласованной задачи о зависимости импульсных характеристик такого мини-двигателя от диаметра выходного сечения его камеры сгорания и макрокинетических параметров топлива. Варианты выбора указанных топлив проиллюстрированы на примере твердотопливной смеси глицидилазидополимер/гексоген. Представлены характерные критерии, определяющие состав смесевых топлив для мини-двигателя микроэлектромеханической системы и рассмотрены основные типы "прямых" и "обратных" задач, возникающих при характеризации и выборе таких топлив.
Автор:  С. И. Футько, В. П. Бондаренко, Л. Н. Долгий
Ключевые слова:  твердое ракетное топливо, горение твердых топлив, макрокинетическое моделирование, ракетные двигатели на твердом топливе, мини-двигатель, термодинамика, смесевое топливо, твердотопливный заряд, глицидилазидополимер, гексоген, методика, импульс тяги
Стр:  520

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫГОРАНИЯ КОКСОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ
Построена обобщенная статистическая модель процесса выгорания угольных частиц в топке с кипящим слоем, в которой учитывается кинетика гетерогенных химических реакций, а также лучистый и конвективно-кондуктивный теплообмен, что позволило значительно расширить область применения существующих моделей. Рассмотрены различные схемы поведения золы в процессе горения угольных частиц. Сформулированы граничные условия (условия "сшивки") и получены аналитические решения для функции распределения частиц в малых интервалах концентрации углерода для схем поверхностного и объемного реагирования.
Автор:  Б. Б. Рохман
Ключевые слова:  функция распределения, горение, частица, газ, полидисперсность, температура, гетерогенная реакция, концентрация, скорость, аэродинамика, кипящий слой
Стр:  526

ВЛИЯНИЕ КЛАСТЕРИЗАЦИИ НА ЭФФЕКТИВНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ АДИАБАТЫ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ УГЛЕРОДНОЙ ПЛАЗМЫ
Проведен расчет равновесного состава и эффективного показателя адиабаты низкотемпературной углеродной плазмы, содержащей нейтральные и заряженные кластеры углерода вплоть до кластеров С15. Определен диапазон температур и давлений, при которых происходит ассоциация атомов углерода в многоатомные кластеры. Показано, что эффективный показатель адиабаты углеродной плазмы является сложной немонотонной функцией температуры, что существенно влияет на истечение струи углеродной плазмы из каналов и обтекание различных препятствий плазменными потоками
Автор:  Н. И. Алексеев, Б. И. Резников, Б. Г. Жуков, С. В. Бобашев, С. В. Поняев, Р. О. Куракин
Ключевые слова:  рельсотрон, рельсовый ускоритель, плазменная струя, углеродные кластеры
Стр:  550

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ САМООРГАНИЗАЦИИ КОНВЕКТИВНЫХ СТРУКТУР В ТОНКОМ СЛОЕ ЖИДКОСТИ
Численно исследованы сложные конвективные структуры, наблюдаемые экспериментально в тонком жидком слое. Для изучения такого рода явлений предложена математическая модель, основанная на взаимодействии двух противоположных факторов: хаотичности конвективных движений в исследуемой среде в целом и интенсификации этих движений локальными источниками, которые вносят корреляции в случайный процесс. Полученные путем математического моделирования результаты качественно отражают наиболее характерные явления, зафиксированные в экспериментах.
Автор:  И. Н. Шишкова, В. Ю. Левашов, А. П. Крюков
Ключевые слова:  конвективные структуры, численное моделирование, тонкий слой жидкости
Стр:  573

ЛОКАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СБЛИЖЕНИЯ ПЛОСКОСТЕЙ В НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ
Рассмотрено течение несжимаемой жидкости в тонком слое между двумя сближающимися дисками или плоскостями, расположенными параллельно друг другу, на заключительной стадии их симметричного сближения. Принято, что скорость движения тела задана функцией времени. Проведен инспекционный анализ задачи: определены типы течений в зависимости от закона сближения плоскостей и условия, при которых давление в слое, а следовательно, и действующие силы неограниченно возрастают. Предложены приближенные решения в плоском и осесимметричном случаях. Точные решения получены для бесконечно малых и бесконечно больших чисел Рейнольдса.
Автор:  C. К. Бетяев
Ключевые слова:  есжимаемая жидкость, закон сближения плоскостей, вязкий, сильновязкий и невязкий режимы течения
Стр:  589

ПАРАДОКС СТЕРНБЕРГА–КОЙТЕРА В ЗАДАЧАХ О ТЕЧЕНИИ НЕВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ
Рассмотрены задачи о течении невязкой жидкости внутри клина, когда имеет место парадокс Стернберга–Койтера. Течение разделяется на потенциальное и вихревое, стационарное и нестационарное. Дано разрешение парадокса.
Автор:  С. К. Бетяев
Ключевые слова:  сингулярность, бифуркация, автомодельность, суперпозиция
Стр:  594

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ТРОМБОВ В КРОВЕНОСНЫХ СОСУДАХ
Построена математическая модель образования тромба (тромбоза), в которой фибрин тромба рассматривается как упругодеформируемая твердая фаза переменной массы, а протромбин, тромбин, фибриноген и мономеры фибрина как компоненты жидкой фазы. В результате численного решения модели получены данные о влиянии различных параметров процесса тромбозиса на скорость образования тромба
Автор:  Э. М. Храмченков, М. Г. Храмченков
Ключевые слова:  кровеносные сосуды, тромб, тромбозис, стенка сосуда, тромбин, протромбин, фибриноген, фибриновая сетка
Стр:  617

О ВЛИЯНИИ АСИММЕТРИИ НА СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ИЗОТЕРМ ВБЛИЗИ ТЕПЛОВОГО ЦЕНТРА ОХЛАЖДАЕМОГО ТЕЛА
Исследовано влияние асимметричного охлаждения тел, вызванного разностью температур на поверхностях, различием теплофизических характеристик сред и геометрией тела, на скорость движения изотерм при их приближении к тепловому центру. Результаты использованы для объяснения причин некоторых теплофизических особенностей, возникающих при затвердевании непрерывно-литых слитков в установках горизонтальной непрерывной разливки и при переходе от блюмовых к слябовым формам в машинах непрерывного литья заготовок. Получено аналитическое выражение для величины смещения теплового центра пластины при образовании сред с разными коэффициентами температуропроводности.
Автор:  В. В. Виноградов, И. Л. Тяжельникова, Е. П. Виноградова
Ключевые слова:  охлаждение слитка, скорость движения изотерм, тепловой центр, асимметрия, уравнение теплопроводности, затвердевание непрерывно-литого слитка, температуропроводность
Стр:  623

АНИЗОТРОПИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ФЕРРОНАПОЛНЕННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА
Определен вклад внешнего постоянного магнитного поля в анизотропию теплопроводности поливинилхлорида (ПВХ), содержащего в качестве наполнителя порошки высокодисперсных ферромагнетиков: железа и магнетита. Установлена зависимость между коэффициентом теплопроводности таких ПВХ, направлением вектора теплового потока и нормалью к изотерме композита. Показано, что для систем ПВХ + 2.0 об.% Fe, ПВХ + 2.0 об.% Fe3O4, сформированных под воздействием внешнего магнитного поля, величина главных осей коэффициента теплопроводности зависит от типа наполнителя. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных значений искомых величин.
Автор:  Б. Б. Колупаев
Ключевые слова:  анизотропия, магнетит, теплопроводность, тепловой поток
Стр:  631

К ДИНАМИКЕ ГРАДИЕНТА ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ В СЛОЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ПРИ РАДИАЦИОННОМ ОБОГРЕВЕ ПО ДАННЫМ ЭКСПЕРИМЕНТА И ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Исследован процесс формирования температурного поля в слое слабопроводящей среды на примере древесины и зеленого мха при одностороннем радиационном воздействии потока энергии и контактном теплоотводе через противоположную тыльную поверхность материала на асбестоцементную опору. Результаты эксперимента сопоставлены с данными расчета на основе соотношений нестационарного теплообмена в приближениях замкнутости и открытости системы. Конкретизированы условия подавленности теплоотвода, выявлена роль энергообмена при длительном воздействии лучистой радиации для оценок параметров термической устойчивости родственных материалов. Полученные данные могут быть использованы для управления радиационными потоками при обработке древесины, эффективного обогрева жилых и производственных помещений, совершенствования методов противодействия интенсивным потокам энергии и предотвращения распространения огня в населенных пунктах, парковых и лесных зонах
Автор:  В. Р. Соболь, П. Н. Гоман, О. Н. Мазуренко
Ключевые слова:  температура, температурный градиент, тепловой поток, теплопроводность, теплоемкость, нагрев, теплоотвод, древесина, зеленый мох, воспламеняемость
Стр:  637

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ И НЕЙТРОННО-ФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ДЛЯ ЭНЕРГОДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Исследована возможность создания малогабаритных реакторов с большой энерговыработкой при обеспечении тепловой устойчивости и ядерной безопасности в штатном режиме и в аварийных ситуациях. Рассмотрены нейтронно-физические особенности такого реактора и представлены варианты его компоновок, сохраняющие главные принципы и подходы технологии ядерного ракетного двигателя.
Автор:  Э. Г. Гордеев, А. С. Каминский, Г. В. Конюхов, В. А. Павшук, Т. А. Турбина
Ключевые слова:  ядерная энергодвигательная установка, ядерный ракетный двигатель, модульность, энерговыработка, тепловая устойчивость, ядерная безопасность, эффекты реактивности, выгорающий поглотитель, плотность делений
Стр:  645

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОДИОДНЫХ СТРУКТУР С ПОТЕНЦИАЛЬНЫМИ БАРЬЕРАМИ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ
На основе кремния с толщиной базовой области 300 мкм изготовлены фотопреобразовательные Au–nSi– Au-структуры с потенциальными барьерами. Полученные диодные структуры обладают высокой фоточувствительностью в области спектра 0.9–1.1 мкм при малых интенсивностях освещения 10 лк (до 5 А/Вт). На основе проведенных исследований фотоэлектрических характеристик установлено, что Au–nSi–Au-структуры в интервале температур от комнатной до 40 С при малых рабочих напряжениях (0.1–0.2 В) различаются слабой температурной зависимостью фототоков. В принципе в спектральном диапазоне 0.7–1.1 мкм полученные диодные Au–nSi–Au-структуры вполне могут заменить в оптоэлектронных устройствах как арсенидгаллиевые, так и классические кремниевые фотодиоды с одним выпрямляющим переходом.
Автор:  О. А. Абдулхаев, Г. О. Асанова, Д. М. Ёдгорова, А. В. Каримов
Ключевые слова:  фотоэлектрические характеристики, фототок, потенциальные барьеры, базовая область, кремний, фотодиодная структура
Стр:  654

БЕЗОТРАЖАТЕЛЬНОЕ ПРОХОЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ СИСТЕМУ МАГНЕТИК–ДИЭЛЕКТРИК
Найдены условия и частотная полоса безотражательного прохождения электромагнитного излучения через плоский поглощающий слой магнетика, разделяющего две полубесконечные непоглощающие диэлектрические среды. Исследуется зависимость этих условий от толщины разделяющего слоя, магнитных и диэлектрических свойств веществ слоя и прилегающей к нему подложки.
Автор:  Г. А. Мамедов, Э. Г. Исмибейли, С. Р. Касимова
Ключевые слова:  поглощение электромагнитной волны, магнитное покрытие, диэлектрическая подложка
Стр:  660

ТЕЧЕНИЕ И ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦ КОНДЕНСИРОВАННОЙ ФАЗЫ В ПРЕДСОПЛОВОМ ОБЪЕМЕ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
Рассмотрено обтекание утопленного сопла ракетного двигателя твердого топлива потоком невязкой жидкости, содержащим частицы конденсированной фазы. Для учета сложной геометрии предсоплового объема ракетного двигателя уравнения, описывающие течение жидкости, записаны в криволинейной системе координат. Траектории твердых частиц рассчитаны в известном поле течения жидкости. Проведено сравнение критериев качества сеток, построенных при помощи различных подходов. Результаты расчетов позволяют определить предельную траекторию частиц, разделяющую область течения на две подобласти — занятую частицами и свободную от частиц конденсированной фазы.
Автор:  К. Н. Волков, В. Н. Емельянов, И. В. Курова
Ключевые слова:  ракетный двигатель твердого топлива, частица, предсопловой объем, вдув
Стр:  667

ТЕРМОМЕХАНИКА ТЕПЛООБМЕННИКА С ЗЕРНИСТЫМ СЛОЕМ
На основе концепции тепловыделяющего зернистого слоя изучена зависимость сопротивления трубчатого и кольцевого теплообменников с зернистым слоем от их конструктивных и режимных параметров с учетом совместного влияния давления и температуры на плотность и вязкость газового теплоносителя. Разработаны методики расчета выходной температуры теплоносителя и критической высоты теплообменника
Автор:  Ю. С. Теплицкий, В. Л. Малевич, Д. Г. Белонович, М. В. Виноградова
Ключевые слова:  трубчатый теплообменник, кольцевой теплообменник, зернистый слой, сопротивление слоя, теплоноситель, выходная температура, критическая высота теплообменника, диаметр частиц
Стр:  675

К РАСЧЕТУ АКТИВНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ
Проведено теоретико-экспериментальное исследование тепловых процессов в продуваемом слое дисперсного материала, входящего в состав активной теплоизоляции. Выявлена зависимость выходной температуры газа от определяющих факторов. Разработана инженерная методика расчета активной теплоизоляции.
Автор:  Ю. С. Теплицкий, Е. А. Пицуха, Д. Г. Белонович
Ключевые слова:  теплоизоляция, продуваемый дисперсный слой, воздухоподогреватель, лучистый нагрев, двухтемпературная модель
Стр:  681

О СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕМ ЗЕРНИСТОМ СЛОЕ ПРИ НАЛИЧИИ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ПЕРВОГО РОДА
На основе полученных ранее результатов по исследованию фильтрационного охлаждения тепловыделяющего зернистого слоя при наличии фазового перехода первого рода в условиях вынужденной конвекции выполнено моделирование процесса при свободной конвекции теплоносителя. Получено интерполяционное соотношение для расчета минимальной величины тепловыделения.
Автор:  Ю. С. Теплицкий, В. Л. Малевич
Ключевые слова:  свободная конвекция, тепловыделяющий зернистый слой, фазовый переход первого рода, моделирование
Стр:  689

РАСЧЕТ ФИЛЬТРАЦИИ ИЗ КАНАЛОВ И ОРОСИТЕЛЕЙ
Рассматриваются некоторые схемы плоской установившейся фильтрации из каналов и оросителей ирригационных систем через почвенный слой, подстилаемый хорошо проницаемым напорным водоносным горизонтом или непроницаемым основанием, при наличии капиллярности грунта и испарения со свободной поверхности грунтовых вод. Для изучения этих течений с помощью метода Полубариновой-Кочиной решаются смешанные многопараметрические краевые задачи теории аналитических функций. На базе предлагаемых моделей разработаны алгоритмы расчета размеров зоны насыщения и фильтрационного расхода в тех случаях, когда при движении воды из каналов и оросителей приходится одновременно учитывать капиллярность грунта, испарение со свободной поверхности, уровень воды в каналах, а также подпор со стороны вод нижележащего сильно проницаемого горизонта или непроницаемого основания. Результаты расчетов при одинаковых фильтрационных параметрах сопоставляются в зависимости как от формы русла источника питания (каналы или оросители), так и от вида основания почвенного слоя (хорошо проницаемый водоносный горизонт или водоупор).
Автор:  Э. Н. Береславский
Ключевые слова:  фильтрация, канал, ороситель, грунтовые воды, подземные воды, капиллярность грунта, испарение, напор, комплексная скорость, конформные отображения, метод Полубариновой-Кочиной
Стр:  693

АНАЛИТИЧЕСКОЕ И ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЯ РАДИАЛЬНОЙ ПРОТИВОТОЧНОЙ КАПИЛЛЯРНОЙ ПРОПИТКИ
Рассмотрена спонтанная противоточная капиллярная пропитка смачивающей фазы (воды) в цилиндрический образец пористой среды. Исследованы два периода такой пропитки. Для начального периода предложена модель радиальной пропитки и получено ее аналитическое решение, построенное на базе автомодельного решения для одномерной пропитки. Для начального и заключительного периодов рассматриваемой пропитки получены зависимости ее объема от времени. На сеточной модели выполнен расчет показателей пропитки для образца песчаника. По полученным данным построены профили насыщенности и давлений в фазах для различных времен пропитки. Численные расчеты подтвердили верность аналитического решения и предложенных временных зависимостей.
Автор:  Е. М. Лобанов
Ключевые слова:  гидродинамическое моделирование, двухфазная фильтрация, капиллярные явления, пропитка, автомодельные решения нелинейных уравнений, оценка параметров
Стр:  704

МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДОМ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ СПИНОВЫХ СВОЙСТВ 13C, БЛИЖАЙШИХ К ОДИНОЧНОМУ [NV]– -ЦЕНТРУ В НАНОАЛМАЗЕ
Проведено квантово-химическое моделирование спиновых свойств пассивированных атомами водорода нанокристаллов алмаза с [NV] –-центрами. Установлено, какие конкретно атомы из ближайшего и дальнего окружения [NV] – -центра вносят вклад в формирование спиновой плотности, обусловливающей сверхтонкое расщепление.
Автор:  В. А. Пушкарчук, С. Я. Килин, А. П. Низовцев, В. Е. Борисенко, А. Б. Филонов, А. Л. Пушкарчук, С. А. Кутень
Ключевые слова:  : квантово-химическое моделирование, спиновые свойства, наноалмаз, атом азота, вакансия
Стр:  715

ФУЛЛЕРЕНЫ В МАТРИЦАХ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ
Разработаны способы получения фуллеренсодержащих материалов на основе металлов и полупроводников, полимеров, керамики. Показано, что фуллерены при их введении в матрицы различных веществ вызывают существенные изменения их структуры и свойств. В ряде случаев фуллерены выступают не только как компоненты композиционных материалов, но и как реагенты химических реакций в получении новых веществ
Автор:  П. А. Витязь, Э. М. Шпилевский
Ключевые слова:  фуллерен, фуллерид, ферроцен, углеродные наночастицы, композиционный материал
Стр:  718

ЛАЗЕРНЫЙ СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОДНЫХ КОЛЛОИДОВ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ (Ag, Au, Pt)
Разработаны методы формирования и диагностики параметров водных коллоидов благородных металлов (Ag, Au, Pt). Предлагается использовать лазерный синтез для получения наноразмерных объектов указанных металлов в атмосфере и формировать коллоидные системы этих металлов путем внедрения их ультрадисперсных частиц в водные среды. Исследовать параметры этих систем рекомендуется с использованием совокупности прямых (растровая электронная микроскопия, возбуждение характеристического излучения электронным зондом) и косвенных (абсорбционная спектроскопия, моделирование фактора эффективности экстинкции на основе теории Ми) диагностических методов.
Автор:  В. К. Гончаров, К. В. Козадаев, Д. В. Щегрикович
Ключевые слова:  лазерный синтез наночастиц металлов, благородные металлы, металлический коллоид, растровая электронная микроскопия, абсорбционная спектроскопия, поверхностный плазменный резонанс, фактор эффективности экстинкции, теория Ми.
Стр:  725

ВЛИЯНИЕ ДИФФУЗИИ НА ОЧИСТКУ АТМОСФЕРЫ CVD-РЕАКТОРА
Численно решена задача о вытеснении газовой примеси из цилиндрического реактора ламинарным потоком. Получены инженерные формулы для расчета времени вытеснения. Результаты работы могут применяться при разработке технологии получения углеродных нанотрубок СVD-методом и в близких смежных задачах.
Автор:  Ю. А. Станкевич, С. П. Фисенко
Ключевые слова:  CVD-метод, радиальная диффузия, нанотрубка, FLUENT, характерное время диффузии, степень очистки
Стр:  731

ТЕРМОДЕСТРУКЦИЯ И ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЕ В ПОЛИМЕРНЫХ ФУЛЛЕРЕНСОДЕРЖАЩИХ НАНОКОМПОЗИТАХ
Изучено влияние кислорода, входящего в состав комплексов с фуллереном или в состав карбонильной кислородсодержащей группы полиметилметакрилата, и несвязанного О2 на процессы термоиндуцированного дефектообразования в системе полиметилметакрилат–фуллерен и на фотолюминесцентные свойства композита.
Автор:  А. Л. Пушкарчук, А. О. Поздняков, А. А. Кончиц, И. Б. Янчук
Ключевые слова:  полиметилметакрилат, фуллерен, термодеструкция, дефектообразование, фотолюминесцентные свойства
Стр:  735

ЗАДАЧА О ТЕМПЕРАТУРНОМ ПОЛЕ В АНИЗОТРОПНОМ СЛОЕ С ИСТОЧНИКАМИ ПРИ НАЛИЧИИ КОНВЕКЦИИ
Рассмотрена задача о температурном поле, создаваемом источниками, сосредоточенными в анизотропном слое, окруженном теплопроводящей средой, при стационарном движении жидкости в этом слое в радиальном направлении. Для решения этой задачи использован "в среднем точный" асимптотический метод. Получены аналитические решения для нулевого приближения и первого коэффициента разложения. Определено, что задача для остаточного члена имеет тривиальное решение
Автор:  А. И. Филиппов, О. В. Ахметова, И. Ф. Кабиров
Ключевые слова:  теплопроводящая среда, стационарный режим, фильтрация, температура, "в среднем точный" асимптотический метод
Стр:  738

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНВЕКТИВНО-РАДИАЦИОННОГО ТЕПЛОПЕРЕНОСА В ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ВЕНТИЛИРУЕМОЙ ПОЛОСТИ С УЧЕТОМ ВНУТРЕННЕГО МАССООБМЕНА
Проведено математическое моделирование нестационарных режимов тепломассопереноса в прямоугольной вентилируемой полости с теплопроводными стенками конечной толщины при наличии тепловыделяющего элемента постоянной температуры с учетом радиационного теплообмена в приближении Росселанда. В качестве механизмов переноса энергии в газовой полости рассмотрены смешанная конвекция и тепловое излучение, а в элементах ограждающей твердой оболочки — теплопроводность. Математическая модель, сформулированная в безразмерных переменных "функция тока–вектор завихренности–температура–концентрация", реализована численно методом конечных разностей. Получены распределения линий тока, поля температуры и концентрации, отражающие влияние числа Рэлея Ra = 104 , 105 , 106 , фактора нестационарности 0 < τ ≤ 1000 и оптической толщины среды τλ = 50, 100, 200 на режимы течения газа и тепломассоперенос.
Автор:  М. А. Шеремет, Н. И. Шишкин
Ключевые слова:  численный анализ, смешанная конвекция, тепломассоперенос, твердые стенки, излучение
Стр:  761

ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ ОГРАНИЧИТЕЛЬНОГО ДИОДА
Рассмотрены тепловые модели ограничителя напряжения в режиме включения и подачи импульсного напряжения, позволяющие определить температуру обедненной области p–n-перехода в любой момент действующего на ограничительный диод внешнего импульса, а также максимальную температуру в кристалле
Автор:  А. З. Рахматов, О. А. Абдулхаев, А. В. Каримов, Д. М. Ёдгорова
Ключевые слова:  ограничительный диод, температура обедненной области p–n-перехода, диффузия, тепловой поток, температурный потенциал, импульс
Стр:  768

МОБИЛЬНАЯ ПЛАЗМЕННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УНИЧТОЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ
Разработана и создана опытная мобильная плазменная установка для переработки токсичных отходов различного происхождения. Протестированы технологии переработки и уничтожения модельных смесей реакционных масс и осадков сточных вод.
Автор:  А. Л. Моссэ, А. В. Ложечник, Г. Э. Савченко, В. В. Савчин
Ключевые слова:  мобильная установка, токсичные отходы, тестирование технологий.
Стр:  776

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕНОСА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ИМПУЛЬСНОЙ МОЩНОСТИ
Проведена экспериментальная оценка температуры выпрямляющего перехода металл–p-область и p–n+ - перехода и разности температур между p–n-переходом и корпусом диода. Исследована также зависимость разности температур между корпусом диода и термостатом от мощности теплового импульса. Показано, что теплообмен теплопроводностью в p+ –p–m-структуре осуществляется посредством слоя m + Ag, в эпитаксиальной p+ –p–n+ -структуре через слой n+ Si + Ag и в диффузионной p+ –p–n+ -структуре через nдифSi + n+ Si + Ag-слои, что необходимо принять во внимание при расчете тепловых сопротивлений диодов.
Автор:  О. А. Абдулхаев, Д. М. Ёдгорова, А. В. Каримов, А. А. Каримов, Г. О. Асанова
Ключевые слова:  : р–i–n-диод, СВЧ-диод, импульс, температура перехода, температура корпуса, эпитаксия, диффузия.
Стр:  781

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКРУЧЕННЫХ ГАЗОДИСПЕРСНЫХ ТЕЧЕНИЙ В ВИХРЕВЫХ КАМЕРАХ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ НАЛИЧИИ И ОТСУТСТВИИ ГОРЕНИЯ
Проведено исследование закрученных газодисперсных течений в цилиндрической камере сгорания с боковым завихрителем, конической камере сгорания с непроточным слоем дисперсного материала и цилиндрической камере сгорания с нижним торцевым вводом газа через щелевой завихритель.
Автор:  Э. П. Волчков, Н. А. Дворников, В. В. Лукашов, В. А. Бородуля, Ю. С. Теплицкий, Е. А. Пицуха
Ключевые слова:  вихревая камера, закрученный поток, псевдоожиженный слой, горение.
Стр:  786

РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМИ ПОЛЯМИ В СЛОЕ ДИСПЕРСНОГО ПРОДУКТА
Предложена математическая модель передачи информации от очага самосогревания в дисперсной системе с распределенными параметрами, позволяющая проводить систематические расчеты параметров процесса распространения теплоты в силосе. Решена обратная задача теплопроводности, позволяющая по информационным сигналам о текущей температуре зернового слоя осуществлять оперативное предупреждение локальных очагов самосогревания при хранении зерна
Автор:  А. А. Шевцов, И. О. Павлов, Е. В. Воронова, Д. А. Бритиков
Ключевые слова:  зерно, хранение, самосогревание, источник тепла, температурное поле, математическая модель, силос
Стр:  753

СВЧ-ТЕХНОЛОГИИ В УГОЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ
Проведен анализ современного состояния и перспектив применения СВЧ-излучения в процессах сушки, диспергирования, горения и глубокой переработки низкокачественных углей с целью повышения энергоэффективности и снижения вредных выбросов угольных технологий. Показано, что использование СВЧ-энергии в угольной энергетике весьма перспективно при осуществлении комплексного воздействия на подготовку и сжигание углей.
Автор:  В. В. Саломатов, С. О. Сладков, С. Э. Пащенко
Ключевые слова:  СВЧ-излучение, уголь, сушка, прогрев, диспергирование, очистка, зажигание, горение, переработка
Стр:  535

ФИЛЬТРАЦИЯ ЖИДКОСТИ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ СО СКВАЖИНАМИ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРЕЩИНОЙ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА
Рассматривается задача о распространении поля давления в низкопроницаемой пористой среде с двумя скважинами, которые соединены техногенной трещиной гидроразрыва. Получено приближенное численное решение этой задачи, выполнен анализ влияния указанной трещины на параметры системы, смоделированы отклики давления в скважине. С использованием разработанной численной модели решена обратная задача и оценены параметры системы по промысловым данным, измеренным в процессе гидродинамического исследования методом гидропрослушивания.
Автор:  А. Я. Давлетбаев
Ключевые слова:  техногенная трещина гидроразрыва, скважина, фильтрация, пористая среда, низкопроницаемый коллектор, гидропрослушивание
Стр:  919

о долговечности и прочности льдосодержащих материалов
Показано наличие двух механизмов (хрупкого и пластического) разрушения мерзлого грунта, связанных с фазовыми переходами грунтовой влаги. Для обоих механизмов разрушения получены формулы долговечности и длительной прочности грунта, в том числе с переменными нагрузкой и температурой. Впервые установлено количественное выражение барического и температурного условия, определяющего превалирование одного из этих механизмов разрушения.
Автор:  А. А. Коновалов
Ключевые слова:  долговечность, прочность, мерзлый грунт, лед, разрушение, деформация.
Стр:  931

АДИАБАТИЧЕСКОЕ РАСШИРЕНИЕ КЛАСТЕРИЗУЮЩЕЙСЯ УГЛЕРОДНОЙ ПЛАЗМЫ. САМОСОГЛАСОВАННЫЙ РАСЧЕТ
Проведен самосогласованный расчет стационарной задачи о радиально-симметричном адиабатическом расширении низкотемпературной углеродной плазмы. Начальные условия расширения плазмы соответствуют условиям выходного сечения электромагнитного рельсового ускорителя плазмы — рельсотрона. В ходе решения определяются температура, давление и концентрации компонентов плазмы, а также углеродных кластеров, начиная с момента, когда кластеризация становится существенной. Показано, что кластеризации подвергается небольшая часть потока углеродных атомов (менее 1%) в широком диапазоне условий, а сам процесс кластеризации происходит в узком пространственном слое. За пределами этого слоя процент атомов углерода, преобразующихся в кластеры, почти не меняется, а скорость уменьшения температуры с координатой значительно снижается по сравнению с той, которая была до начала кластеризации. Сопоставлены результаты расчета с результатами близкого по сути расчета кластеризации углерода в условиях фуллереновой дуги.
Автор:  Н. И. Алексеев, Б. И. Резников, Б. Г. Жуков, С. В. Бобашёв, К. В. Твердохлебов
Ключевые слова:  рельсотрон, рельсовый ускоритель, плазменная струя, углеродные кластеры
Стр:  1093

ДРЕЙФОВАЯ МОДЕЛЬ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА С УЧЕТОМ НЕЛОКАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ИСТОЧНИКЕ ИОНИЗАЦИИ
Предложена дрейфовая модель тлеющего разряда, которая учитывает нелокальную зависимость источника ионизации от напряженности электрического поля. Задача сводится к решению нелинейного дифференциального уравнения второго порядка относительно квадрата напряженности методом квазилинеаризации Ньютона–Канторовича.
Автор:  А. И. Сайфутдинов, Б. А. Тимеркаев
Ключевые слова:  тлеющий разряд, прикатодная область, катодный слой, отрицательное свечение, фарадеево темное пространство, источник ионизации, нелокальность ионизационных процессов, метод квазилинеаризации Ньютона–Канторовича
Стр:  1104

КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЗАИМНОЙ ДИФФУЗИИ В РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВЫХ СИСТЕМАХ
Измерены коэффициенты взаимной диффузии десяти пар газов в зависимости от давления при различных температурах. Измерения выполнены двухколбовым и стационарным проточным методами. Проведено сравнение полученных данных с результатами расчета по формулам строгой и элементарной кинетических теорий. Показано, что расчет по формуле, полученной в рамках элементарной кинетической теории, согласуется с экспериментом в пределах погрешности эксперимента.
Автор:  А. Ф. Богатырев, М. А. Незовитина
Ключевые слова:  газы, коэффициент взаимной диффузии, эксперимент, молекулярно-кинетическая теория
Стр:  1110

НЕКОТОРЫЕ СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА
С использованием двух подходов описаны статистические характеристики поверхности кожи. Первый из них основан на вероятностном описании топологии кожи при заданной плотности распределения высот шероховатой поверхности и ее корреляционной функции. Рассмотрены гауссовы и квазипериодические поверхности, параметры которых оценены из литературных данных. Второй подход основан на использовании функции распределения микроплощадок поверхности кожи по направлениям. В приближении геометрической оптики исследованы эффекты затенения элементов рельефа поверхности применительно к кожному покрову человека. Оценено, как при облучении кожи направленным пучком области тени изменяют плотности вероятности высот и наклонов освещенных участков поверхности. Изучено влияние затенений на квадратичные по электромагнитному полю фотометрические характеристики рассеянного света. Полученные результаты представляют интерес для решения прямых и обратных задач биомедицинской оптики — анализа полей излучения в биоткани и восстановление ее параметров оптическими методами.
Автор:  В. В. Барун, А. П. Иванов
Ключевые слова:  кожный покров, шероховатая поверхность, отражение света, плотность вероятности, корреляционная функция, тень, сила света, биологическая ткань
Стр:  1117

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ МОНОКРИСТАЛЛА Ni2MnGa МЕТОДОМ ИНДЕНТИРОВАНИЯ
Методом локального дозированного деформирования поверхности изучены особенности пластической деформации магнитного сплава Ni2MnGa. Установлено, что механическому двойникованию подвержена мартенситная фаза монокристалла Ni2MnGa. При этом двойники представляют собой тонкие линзы, образующиеся вдали от отпечатка индентора
Автор:  О. М. Остриков, А. Л. Созинов, А. В. Сорока
Ключевые слова:  магнитный сплав с памятью формы, пластическая деформация, Ni2MnGa, сплав Гейслера, двойникование, индентирование, мартенсит, аустенит.
Стр:  1132

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕНОСА ВОДЫ С МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ ГАЗОВОЙ ФАЗОЙ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ
Рассмотрена задача переноса в пористой среде трехфазной смеси "вода–газ–нефть" в случае, когда вода содержит мелкодисперсную газовую фазу в виде пузырьков микро- или наноразмеров. Предполагается, что перенос пузырьков в основном определяется течением дисперсной фазы (воды). При этом крупные скопления газовой фазы в поровом пространстве, а также вода и нефть переносятся в соответствии с модифицированным законом Дарси для многофазных смесей. Построена математическая модель движения смеси, когда основные фазы (вода, газ, нефть) подчиняются уравнениям фильтрации, а мелкодисперсная газовая фаза описывается кинетическим уравнением типа Больцмана. Получены и проанализированы некоторые одномерные численные решения задач переноса.
Автор:  А. Ю. Демьянов, О. Ю. Динариев, Е. Н. Иванов
Ключевые слова:  мелкодисперсный газ, фильтрация в пористой среде, кинетическое уравнение
Стр:  1145

К ВОПРОСУ ОБ ОЦЕНКЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ СТРУКТУР
Проведен сравнительный анализ определения коэффициентов гидравлического сопротивления при течении охладителя в спеченных пористых структурах. Рекомендованы формулы для оценочных расчетов. Клɸчевые слова теплообмен, спеченные пористые структуры, гидравлическое сопротивление, вязкостный и инерционный коэффициенты, удельный перепад давления, фильтрация.
Автор:  Ф. П. Иванов
Ключевые слова:  теплообмен, спеченные пористые структуры, гидравлическое сопротивление, вязкостный и инерционный коэффициенты, удельный перепад давления, фильтрация
Стр:  1155

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИИ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗУЧЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ КРИТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
Экспериментально определены поверхностная энергия твердой фазы и межфазная поверхностная энергия фторопласта, полиэтилена, графита, стекла и цинка по результатам изучения величины критического значения поверхностной энергии при процессах полного смачивания. Предложенные уравнения позволяют без влияния гравитационного эффекта и гистерезисных явлений определить равновесный краевой угол смачивания поверхности твердого тела на границе раздела трех фаз: твердое тело-жидкость-газ.
Автор:  В. М. Гасанов
Ключевые слова:  равновесный краевой угол смачивания, поверхностная энергия твердой фазы, межфазная поверхностная энергия
Стр:  1357

КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ ВЯЗКОСТИ В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМАХ
Установлено наличие компенсационного эффекта динамической вязкости для многокомпонентных систем, полученных различным путем (физическое смешение, химические реакции). При этом рост энтропийного члена в составе предэкспоненты уравнения Френкеля сопровождается изменением энергии активации вязкого течения. Анализ имеющихся результатов показывает, что данное явление для углеводородных систем носит универсальный характер.
Автор:  М. Ю. Доломатов, С. В. Дезорцев
Ключевые слова:  компенсационный эффект динамической вязкости, высококипящие нефтяные фракции, энергия активации вязкого течения, энтропия активации вязкого течения
Стр:  1352

НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТОРЦЕВОЙ РАЗОГРЕВ МНОГОСЛОЙНОЙ ПОЛУБЕСКОНЕЧНОЙ ПЛИТЫ
С использованием интегральных преобразований Лагерра и Фурье построено решение двумерной начально-краевой задачи теплопроводности для многослойной полубесконечной полосы (плиты). Приведены результаты численного анализа температурного поля в симметричной трехслойной плите в зависимости от относительных геометрических и теплофизических свойств ее составляющих. Выяснена возможность использования предложенного метода при анализе температурных полей в телах с нанопокрытиями.
Автор:  И. Н. Турчин
Ключевые слова:  нестационарная теплопроводность, многослойная плита, интегральное преобразование Фурье, полиномы Лагерра
Стр:  1343

ПОЛУЧЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ СТЕФАНА С УЧЕТОМ АБЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФРОНТА ТЕМПЕРАТУРНОГО ВОЗМУЩЕНИЯ
На основе введения фронта температурного возмущения и дополнительных граничных условий получено приближенное аналитическое решение задачи теплопроводности для бесконечной пластины с учетом перемещения фронта плавления при полном удалении расплавляемого вещества (задача Стефана с абляцией). Используемый в работе способ построения дополнительных граничных условий позволяет получать удобные для инженерных приложений решения в виде простых алгебраических полиномов, не содержащих специальных функций. Точность получаемых решений зависит от количества приближений, которое при использовании дополнительных граничных условий не лимитируется.
Автор:  В. А. Кудинов, А. В. Еремин, И. В. Кудинов
Ключевые слова:  интегральные методы, задача Стефана, фронт температурного возмущения, фронт плавления, теплота фазового перехода, абляция, дополнительные граничные условия
Стр:  1332

ОБ ИСТЕЧЕНИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ В ВАКУУМ
Для многоскоростной модели гетерогенной среды получено решение автомодельной задачи об истечении многокомпонентной смеси в вакуум.
Автор:  В. С. Суров
Ключевые слова:  многокомпонентная многоскоростная среда, гиперболические системы уравнений в частных производных, автомодельное решение.
Стр:  1301

БИФУРКАЦИЯ ВСТРЕЧНЫХ ТЕЧЕНИЙ ВЯЗКОУПРУГОЙ ЖИДКОСТИ
Рассмотрено одно из явлений структурной неустойчивости, ранее наблюдавшееся в течениях вязкоупругой жидкости в перекрестных каналах: асимметрия потоков в районе центральной особой точки. Аналитически, путем демонстрации симметричного и асимметричного асимптотических решений в окрестности этой особой точки показано, что в ней имеет место бифуркация. Поля скоростей и распределения напряжений и давления, даваемые асимптотическими решениями, сопоставлены с их аналогами, наблюдавшимися в эксперименте и при численном моделировании. Показана тесная связь существования асимметричных течений с вязкоупругой природой жидкости.
Автор:  И. А. Макаров
Ключевые слова:  вязкоупругая жидкость, течение с особой точкой, асимметрия, бифуркация.
Стр:  1292

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ