ТОМ 91, №3


МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В КАСКАДЕ ГАЗОВЫХ ЦЕНТРИФУГ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ ВОЛЬФРАМА
Разработана и программно реализована математическая модель нестационарных разделительных процессов, протекающих в каскадах газовых центрифуг по разделению многокомпонентных изотопных смесей. С ее помощью проведен расчет параметров нестационарных разделительных процессов, протекающих в каскаде газовых центрифуг по разделению изотопов вольфрама. Показано, что модель адекватно описывает нестационарные процессы в каскаде и пригодна для расчета их параметров при разделении многокомпонентных изотопных смесей
Автор:  А. А. Орлов, А. А. Ушаков, В. П. Совач, Р. В. Малюгин
Ключевые слова:  газовая центрифуга, многокомпонентная изотопная смесь, каскад, разделение, моделирование, изотоп, нестационарный процесс
Стр:  605

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ И ВЕЛИЧИНЫ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ТЕРМОПАРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В ВЫСОКОПОРИСТЫХ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ
Определены основные факторы, влияющие на методическую погрешность контактных датчиков температуры в нестационарном тепловом эксперименте, и проанализирован механизм ее формирования. Сопоставлением экспериментальных данных и результатов моделирования установлено, что в высокопористых термостойких материалах погрешность показания термопар определяют два разнонаправленных механизма — опережающий прогрев термопары радиационным тепловым потоком и снижение кондуктивного потока тепла дополнительным термическим сопротивлением в области ее контакта с образцом. Их наличие обеспечивает корреляцию погрешности и разности радиационного и кондуктивного тепловых потоков. По результатам анализа установлены некоторые особенности процесса формирования погрешности на разном удалении от нагреваемой поверхности образца и получены количественные соотношения для величины погрешности
Автор:  О. М. Алифанов, В. В. Черепанов, А. В. Моржухина
Ключевые слова:  высокопористые материалы, тепловое поле, нестационарный эксперимент, математическое моделирование, механизмы формирования погрешности, сравнительный анализ, аппроксимация
Стр:  615

ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ЗАДЕЛКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕРМОПАР НА ПОГРЕШНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАНОВКАХ РАДИАЦИОННОГО НАГРЕВА
Оценена методическая погрешность измерения температуры на поверхности керамического материала при испытаниях на установках радиационного нагрева. Исследованы различные способы заделки контактных датчиков температуры. С помощью математического моделирования, учитывающего теплофизические свойства всех материалов в системе датчик температуры–образец, получено хорошее качественное и количественное совпадение расчетных и экспериментальных значений температуры. Даны рекомендации по уменьшению погрешности измерения температуры фронтальной поверхности образцов при проведении тепловых испытаний на стенде радиационного нагрева
Автор:  С. А. Анучин , А. В. Ланин, П. В. Просунцов, М. Н. Кордо, М. О. Забежайлов, М. Ю. Русин
Ключевые слова:  методическая погрешность измерения температуры, тепловые испытания, радиационный нагрев, кварцевая керамика
Стр:  628

МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ НАНОИНДЕНТИРОВАНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ИНДЕНТОРА И ОБРАЗЦА
Работа посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию неизотермического контактного взаимодействия неострого конического индентора и упругого материала с неоднородным поверхностным слоем. Дана постановка соответствующей контактной задачи термоупругости при произвольном изменении термомеханических характеристик по глубине поверхностного слоя. Для решения граничной задачи используется аппарат интегральных преобразований Ханкеля. С помощью асимптотического метода построено численно-аналитическое приближенное решение задачи, определена величина соответствующего теплового потока и смещения поверхности полупространства, найдены значения контактных напряжений под штампом. Разработанная модель используется для оценки величины смещения индентора, вызванного термоупругой деформацией образца. Приведены результаты эксперимента по неизотермическому индентированию подготовленного образца стали 40Х на установке Nanotest 600. Обсуждается применение наноиндентирования для исследования свойств механических материалов при повышенных температурах
Автор:  Л. И. Кренев, С. С. Волков, Е. В. Садырин, Т. И. Зубарь, С. А. Чижик
Ключевые слова:  наноиндентирование, нагрев, неизотермический контакт, контактная задача, математическое моделирование
Стр:  637

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА В РЕГЕНЕРАТИВНОЙ СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Рассмотрены различные методы интенсификации теплообмена в регенеративной системе охлаждения жидкостного ракетного двигателя. Представлены экспериментальные данные о коэффициентах гидравлического сопротивления и теплообмене в различных трактах охлаждения. Проведен натурный гидравлический эксперимент на камере жидкостного ракетного двигателя, подтверждающий расчеты. Показана эффективность пористых трактов с межканальной транспирацией теплоносителя и эффективность трактов с компланарными каналами
Автор:  Ф. В. Пелевин, Н. И. Авраамов, Н. Я. Ирьянов, С. А. Орлин, В. В. Лозовецкий, А. В. Пономарев
Ключевые слова:  оребренные тракты охлаждения, искусственная шероховатость, компланарные каналы, пористый сетчатый металл, гидравлическое сопротивление, одномерная и двумерная межсеточные фильтрации теплоносителя, анизотропия, эффективность теплообмена
Стр:  645

РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ СТЕФАНА ПРИ АНАЛИЗЕ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД В ПОРОДНОМ МАССИВЕ
Сделана постановка одномерной обратной задачи Стефана в цилиндрических координатах. Данная задача представляет интерес при анализе замораживания породного массива и формирования ледопородного ограждения около отдельно взятой замораживающей колонки при строительстве шахтных стволов, а также решении задачи о контроле процесса оттаивания. Дополнительными условиями при постановке обратной задачи являются данные экспериментальных измерений температур в контрольно-термических скважинах, расположенных на некотором заданном расстоянии от замораживающей колонки, величины температур и расхода хладоносителя в замораживающих колонках. Представлено аналитическое выражение для функционала, определяющего меру близости получаемого решения к точному. Разработан численный метод решения поставленной обратной задачи посредством минимизации функционала.
Автор:  Л. Ю. Левин, М. А. Семин, А. В. Зайцев
Ключевые слова:  ледопородное ограждение, коэффициентная обратная задача Стефана, минимизация функционала, замораживающая колонка, контрольно-термическая скважина, породный массив, фазовый переход, строительство шахтных стволов
Стр:  655

ВИХРЕВАЯ ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ЛАМИНАРНОМ ОБТЕКАНИИ КРУГОВОГО И ЭЛЛИПТИЧЕСКОГО ЦИЛИНДРОВ ВОЗДУХОМ И МАСЛОМ М-20
Выполнен сравнительный анализ ламинарного обтекания воздухом и маслом М-20 кругового цилиндра и эллиптического цилиндра с отношением полуосей 0.3:0.5, ориентированных перпендикулярно набегающему потоку, при Re = 60. Дана оценка тепловой и теплогидравлической эффективностям вихревой интенсификации теплообмена при умеренном нагреве цилиндров
Автор:  С. А. Исаев, Ю. В. Жукова, И. А. Попов, А. Г. Судаков
Ключевые слова:  ламинарное течение, вихревой теплообмен, круговой и эллиптический цилиндры, воздух, масло
Стр:  664

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПРЕДОТРЫВНОГО ТЕЧЕНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗОНЫ ОТРЫВА ЗА ОБРАТНЫМ УСТУПОМ
Представлены результаты влияния структуры отрывного течения за ребром установленного перед кромкой обратного уступа на параметры зоны отрыва за ним. Численное исследование выполнено методом крупных вихрей в плоском воздушном канале. Скорость развитого турбулентного течения на входе в канал задавалась 25 м/с с уровнем начальной турбулентности по трем компонентам скорости 5%. Число Рейнольдса, рассчитанное по начальной скорости и высоте уступа, равнялось 15 500. Показано, что создание предотрывной зоны вызывает трансформацию двумерного течения в трехмерное перед кромкой обратного уступа с формированием неравномерной завихренности по его длине. Эта перестройка течения приводит к усилению неоднородности параметров скорости в отрывающемся слое смешения. Расширение потока за уступом усиливалось и сопровождалось локальным отрывом на верхней стенке канала. Две области отрыва обуславливали сильный рост пульсаций по всему каналу за уступом
Автор:  В. Л. Жданов, Д. A. Иванов, Я. И. Смульский, В. И. Терехов
Ключевые слова:  плоский канал, обратный уступ, ребро, турбулентный отрыв, структура отрыва
Стр:  673

К ТЕОРИИ СКЛОНОВЫХ ТЕЧЕНИЙ
Анализируются парадоксальные свойства классического решения Прандтля для течений, возникающих в полуограниченной жидкой (газообразной) среде над бесконечной однородно охлаждаемой/нагреваемой наклонной плоскостью. В частности, максимальная скорость стационарного склонового течения, согласно этому решению, не зависит от угла наклона. Следовательно, отсутствует предельный переход к случаю нулевого угла, когда охлаждение/нагрев, очевидно, не должны приводить к возникновению однородных горизонтальных течений. Показано, что парадоксы не возникают, если не рассматривать источники плавучести бесконечных пространственных масштабов, действующие бесконечно долго. Из результатов, в частности, следует, что решение задачи для полуограниченной среды над однородно охлаждаемой поверхностью в поле силы тяжести неустойчиво по отношению к малым отклонениям этой поверхности от горизонтали
Автор:  Л. Х. Ингель
Ключевые слова:  склоновые течения, аналитические решения, модель Прандтля, асимптотика при малых углах наклона, термические неоднородности
Стр:  686

УПРОЩЕННЫЙ АЛГОРИТМ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ
Предложен алгоритм численного решения дифференциальных уравнений для скорости и давления на разнесенной сетке, обеспечивающий безусловную сходимость итераций с уравнением для поправки давления и без него
Автор:  В. А. Кузнецов
Ключевые слова:  математическая модель, несжимаемая жидкость, скорость, давление, поправка давления, вычислительный алгоритм
Стр:  694

ОСОБЕННОСТИ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ПРОНИКАНИЯ И ДВИЖЕНИЯ СУПЕРКАВИТИРУЮЩИХ КИНЕТИЧЕСКИХ УДАРНИКОВ В ВОДЕ
Рассматриваются условия обеспечения устойчивого высокоскоростного движения суперкавитирующих кинетических ударников в воде. Для исследования напряженно-деформированного состояния и возможного разрушения твердых тел при движении в воде и взаимодействии с подводными преградами различного типа проводится математическое моделирование на основе единого методологического подхода механики сплошной среды. Диапазон исследуемых скоростей составляет 500–1590 м/с. Приведены результаты группового старта суперкавитирующих ударников.
Автор:  В. В. Буркин, Р. Н. Акиншин, С. А. Афанасьева, И. Л. Борисенков, А. Н. Ищенко, М. В. Хабибуллин, А. В. Чупашев, Н. Т. Югов
Ключевые слова:  вода, суперкавитирующий кинетический ударник, преграда, высокоскоростное проникание, устойчивость движения, экспериментальное математическое моделирование
Стр:  701

К ТЕОРИИ АКУСТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ТРУБЧАТЫХ КАНАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ УЧАСТКИ С НАРУШЕНИЕМ ГЕРМЕТИЧНОСТИ
Исследуется эволюция возмущений давления, распространяющихся в трубчатом канале, заполненном жидкостью или газом и имеющим поврежденный участок в виде достаточно больших щелей, когда их гидравлическое сопротивление несущественно. Для этого принята математическая модель, учитывающая вязкое трение и перенос тепла в тонком слое жидкости (или газа) вблизи стенки. На основе такой модели получены дисперсионные уравнения для процессов распространения и отражения гармонических волн от поврежденного участка. Проведен анализ зависимостей фазовой скорости, коэффициента затухания, а также коэффициентов отражения и прохождения от круговой частоты, физических свойств жидкости или газа и от величины повреждения. Представлены результаты расчетов, иллюстрирующих динамику импульсных сигналов в зависимости от расстояния до поврежденного участка от входного сечения канала, масштабов повреждения и от вида среды (жидкости или газа) в канале
Автор:  В. Ш. Шагапов, Э. В. Галиакбарова , З. Р. Хакимова
Ключевые слова:  гармоническая волна, фазовая скорость, коэффициент затухания, тепловая диссипация, импульс давления, акустический импеданс, коэффициенты прохождения и отражения
Стр:  709

ТРЕХПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ТЕЧЕНИЙ
В статье приводится формулировка модернизированной версии трехпараметрической модели турбулентности, разработанной ранее авторами для расчета высокоскоростных течений. Модернизированная модель турбулентности позволяет проводить расчет как свободных, так и пристеночных течений. Отличительными особенностями модели являются применение отдельного уравнения для пульсаций скорости, направленным перпендикулярно линиям тока, а также специальных функций градиентного числа Маха для учета сжимаемости. Описываемая модель была апробирована на ряде тестовых задач. Полученные результаты расчетов хорошо совпадают с экспериментальными данными
Автор:  А. М. Молчанов, Л. В. Быков, Д. С. Янышев
Ключевые слова:  турбулентность, высокоскоростные течения, математическое моделирование, сжимаемость
Стр:  720

PREDICTION OF HEAT TRANSFER DEVELOPMENT IN A SMOOTH TUBE
The heat transfer characteristics in a smooth tube are studied. Based on the available experimental data, a new correlation is proposed to predict the heat transfer coefficients inside tubes of different lengths. The predicted results show that for a range of L/D from 26.31 to 58.14, the heat transfer coefficient may be reduced by 20.56% and increased by 13.31% at the beginning and at the end of this range, respectively. The results obtained from the proposed correlation are compared with other analytical and experimental data, and satisfactory agreement is found.
Автор:  D. Sahel, H. Ameur, R. Benzeguir, and Y. Kamla
Ключевые слова:  heat transfer characteristics, smooth tube, analytical correlation, channel length
Стр:  728

ВЛИЯНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА УВЛЕЧЕНИЯ ЧАСТИЦ НА ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ДВУМЕРНОМ АКУСТИЧЕСКОМ РЕЗОНАТОРЕ
Численно исследуется плоская задача о дрейфе группы частиц в стоячей волне прямоугольного резонатора, индуцируемой гармоническими колебаниями левой границы на первой резонансной частоте. Исследовано влияние коэффициента увлечения частиц на динамику и распределение частиц в резонаторе. При определенных коэффициентах увлечения обнаружены области акустического захвата частиц. В этих областях собственный дрейф частицы уравновешивается переносом акустическим течением. Показано, что частицы имеют общую тенденцию дрейфа к стенкам резонатора, где скорость газа минимальна
Автор:  Д. А. Губайдуллин, П. П. Осипов, Р. Р. Насыров
Ключевые слова:  акустические течения, дрейф частиц, акустические ловушки
Стр:  734

СМЕШЕНИЕ ДОННОГО И ТАНГЕНЦИАЛЬНОГО ВОЗДУХА В ЦИКЛОННО-СЛОЕВОЙ КАМЕРЕ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ
Выполнено экспериментальное исследование особенностей смешения донного и тангенциального дутья различной температуры в циклонно-слоевой камере с кипящим слоем при изменении режимных и геометрических параметров. Установлено их влияние на поля температур в камере. Определены оптимальные величины диаметра пережима, доли донного дутья и расхода воздуха, при которых реализуется наиболее равномерное распределение температуры в объеме камеры
Автор:  Е. А. Пицуха, Ю. С. Теплицкий, Э. К. Бучилко
Ключевые слова:  циклонно-слоевая камера, кипящий слой, донное дутье, тангенциальное дутье, смешение, температура, диффузия, массоперенос
Стр:  743

ТЕПЛОМАССООБМЕН В КОНВЕКТИВНЫХ СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ ДРЕВЕСИНЫ
Представлена геометрическая и физико-математическая модели задачи конвективной сушки пиломатериалов в камерной сушилке. Дано ее решение с применением программы ANSYS Fluent. Описан процесс тепломассопереноса в указанной установке в процессе сушки древесины в ней. Разработанная методика расчета может применяться для определения оптимальных режимов сушки древесины
Автор:  В. А. Сычевский
Ключевые слова:  древесина, пиломатериалы, деревообработка, конвективная сушильная установка, тепломассообмен, геометрическое и физико-математическое моделирование, численный расчет, вычислительный эксперимент
Стр:  753

СЕПАРАЦИЯ НЕСФЕРИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ В ГИДРОЦИКЛОНЕ
На основе уравнений гидродинамики проведено численное исследование структуры течения суспензии в гидроциклоне и сепарации несферических изометрических частиц в ней. Представлена математическая модель расчета показателей разделения частиц суспензии и поля их концентраций. Показано, что особенно сильная зависимость показателей разделения частиц суспензии от их формы имеет место в том случае, если размеры частиц изменяются в диапазоне 10 < dp < 50 мкм, поэтому расчет сепарации таких частиц следует проводить с учетом возможности отклонения их формы от сферическо
Автор:  О. В. Матвиенко, А. О. Андропова
Ключевые слова:  гидроциклон, сепарация, многофазные турбулентные течения, вычислительная гидродинамика
Стр:  761

ИСПАРЯЮЩИЙСЯ МЕНИСК НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ТРЕХ ФАЗ
Представлен приближенный метод решения задачи о гидродинамике испаряющегося мениска тонкой жидкой пленки на обогреваемой поверхности, основанный на редукции исходного дифференциального уравнения, описывающего гидродинамику мениска. Проведен анализ взаимодействия межмолекулярных, капиллярных и вязких сил, а также молекулярно-кинетических эффектов на границе мениска с адсорбированной тонкой пленкой жидкости. Полученное аналитическое решение позволяет определить геометрические параметры мениска и передаваемый через него тепловой поток
Автор:  Ю. Б. Зудин, Д. С. Уртенов, Ю. Н. Эйхорн
Ключевые слова:  гидродинамика, испаряющийся мениск, жидкая пленка, молекулярно-кинетические эффекты, аналитическое решение, геометрические параметры
Стр:  779

ВЛИЯНИЕ ЛОКАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА НА ЕГО ЭЛЕКТРОВИХРЕВОЕ ДВИЖЕНИЕ В ОГРАНИЧЕННОМ ОБЪЕМЕ
Численно смоделировано влияние локального изменения температуры расплава металла в ограниченном объеме дуговой печи постоянного тока с подовым электродом на структуру его конвективных и электровихревых течений в печи с учетом кристаллизации металла. Движение расплава металла описывалось уравнениями магнитной гидродинамики для неизотермической жидкости. Разработана стратегия решения указанной задачи в рамках стандартных пакетов прикладных программ. Показано, что локальное изменение температуры расплава металла существенно изменяет интенсивность и структуру его конвективных и электровихревых течений в непосредственной близости от точки печи с пониженной температурой и оказывает несущественное влияние на вихревое движение расплава в целом по всему объему печи
Автор:  О. В. Казак
Ключевые слова:  численное моделирование, вихревое и конвективное течения, расплав металла, сила Лоренца, дуговая печь постоянного тока
Стр:  791

ОБРАЗОВАНИЕ ЛЬДА В СОСУЛЬКАХ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОТЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ДЛЯ ПОДОГРЕВА ВОЗДУХА
Представлены результаты исследований образования льда в сосульках на горизонтальных проволочных и трубчатых насадках разного диаметра. Получены зависимость относительной массы намороженного льда от длительности его намораживания при постоянном расходе воды и зависимости массы намороженного льда от диаметра трубы и материала, из которого она изготовлена. Показано, что применение труб из полимерных материалов с низкой смачиваемостью способствует интенсификации льдообразования. Представлена пилотная установка для подогрева воздуха, которая может быть использована для нужд вентиляции в здании площадью 400 м2 или в системах с тепловыми насосами, и продемонстрирована ее работа в реальных условиях в режимах с естественной и принудительной конвекцией
Автор:  И. И. Пуховой, А. М. Постоленко
Ключевые слова:  теплота кристаллизации, намораживание льда, тепловой поток, подогрев воздуха
Стр:  800

ТУШЕНИЕ НИЗОВОГО ЛЕСНОГО ПОЖАРА ПУТЕМ РАСПЫЛЕНИЯ ВОДЫ ПО ЕГО КРОМКЕ
Проведено экспериментальное исследование физико-химических процессов при локализации лесного низового пожара путем распыления воды по его кромке. Представлены несколько схем создания заградительной полосы для такого пожара из увлажненного слоя лесного горючего материала и аэрозольной завесы: распыление воды перед фронтом горения, во фронте горения и одновременно перед фронтом горения и в нем. Определены условия тушения модельного низового лесного пожара путем распыления воды по его кромке в зависимости от скорости распространения фронта горения, плотности орошения очага пожара, дисперсности воды и ширины заградительной полосы. Оценены времена прекращения продвижения фронта пламенного горения лесного горючего материала при таком пожаре, полного выгорания этого материала и прекращения его термического разложения в случае создания заградительной полосы. Определены параметры распыления воды, обеспечивающие локализацию лесного низового пожара и его подавление
Автор:  Р. С. Волков, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак
Ключевые слова:  лесной горючий материал, очаг пожара, термическое разложение, пламенное горение, локализация, распыление воды, фронт горения
Стр:  807

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЮМИНИЙ- И БОР-СОДЕРЖАЩИХ КЛАСТЕРОВ В КОМБИНИРОВАННЫХ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТОПЛИВАХ
Оценены высшие энтальпии сгорания атомарных кластеров Aln, Bn, Cn (n = 1, … , 7), AlnCm, BnCm (n = 1, … , 5, m = 1, … , 5), AlnBm (n + m ≤ 7), AlnHm, BnHm (n = 1, … , 4, m ≤ 12). Определены удельное энерговыделение, конечная адиабатическая температура и работоспособность продуктов сгорания горючих смесей на основе керосина, диметилового эфира и этилового спирта с небольшими добавками этих кластеров в предположении достижения термодинамического равновесия в их продуктах сгорания. Проведен анализ потенциальных возможностей использования малых алюминий- и бор-содержащих кластеров для улучшения термохимических свойств топлив. Показано, что добавление таких кластеров в традиционные горючие в количестве 10% от массы топлива может увеличить удельное энерговыделение топлива на 2 МДж/кг, работоспособность продуктов сгорания топлива на 10% и их конечную температуру на 200 K
Автор:  Б. И. Луховицкий, А. С. Шарипов
Ключевые слова:  атомарные кластеры, комбинированные топлива, термодинамический анализ, теплота сгорания
Стр:  815

ВЛИЯНИЕ ВИДА КАТАЛИЗАТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ СУПЕРГИДРОФОБНОГО УГЛЕРОДНОГО НАНОМАТЕРИАЛА В ПЛАМЕНАХ УГЛЕВОДОРОДОВ
Представлены результаты синтеза супергидрофобной сажи в пламенах различных углеводородов (метан, пропан, бутан, полиэтиленовые отходы) с использованием металлических катализаторов сеточного типа из нихромовой проволоки и сотового типа из пластинок никеля, а также природных алюмосиликатов. Анализ гидрофобных характеристик полученных образцов сажи показал существенное влияние катализаторов на ее гидрофобные свойства. Лучшие образцы сажи с углом смачивания больше 160о были получены при горении газообразных углеводородов с применением никелевого катализатора сотового типа. Образцы сажи, полученные при горении пропана с никелевым катализатором сотового типа, имели угол смачивания в пределах 160–165о , что указывает на наличие у сажи супергидрофобных свойств. Эти образцы характеризовались значительной степенью графитизации (≈20%), что обусловлено влиянием металлического никеля на структуру образующихся сажевых частиц
Автор:  Г. Т. Смагулова, М. Нажипкызы, Б. Т. Лесбаев, А. Е. Баккара, Н. Г. Приходько, З. А. Мансуров
Ключевые слова:  супергидрофобная сажа, катализаторы, углеводороды, синтез
Стр:  824

INFLUENCE OF WALL CONDUCTIVITES ON A FULLY DEVELOPED MIXED CONVECTION MAGNETOHYDRODYNAMIC NANOFLUID FLOW IN A VERTICAL CHANNEL
A fully developed mixed convective nanofluid flow in a vertical channel with variable thermal and electrical wall conductivities in the presence of a uniform transverse magnetic field is studied. The working fluid is a homogeneous mixture of a base fluid (water) and metallic nanoparticles of three different kinds, namely, copper, alumina, and titanium dioxide. The fluid is also electrically conducting in the presence of an applied magnetic field. The flow is characterized by a moderate magnetic Reynolds number. An induced magnetic field is present. The effects of the pertinent parameters on the nanofluid temperature, velocity, and induced magnetic field strength, as well as on the shear stress and heat transfer rate at the channel wall are shown. In the case of a negative vertical temperature gradient (heating from below), there exists a critical Rayleigh number, at which the fluid becomes unstable. This number is also found as a function of the wall conductivities.
Автор:  S. Das, B. Tarafdar, R. N. Jana, and O. D. Makinde
Ключевые слова:  fully developed flow, mixed convection, nanofluids, wall conductivity, channel
Стр:  834

ТЕПЛООБМЕН ПРИ МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКОМ ПОЛИРОВАНИИ
Проведено исследование тепловых процессов при магнитореологическом полировании. Дано физико-математическое описание теплопереноса от обрабатываемой поверхности к полировальному инструменту с учетом специфики его реологических и теплофизических свойств, приобретаемых в магнитном поле в зоне обработки. Представлена аналитическая оценка температурного состояния магнитореологического абразивного инструмента и поверхности обрабатываемой детали. Опытным путем определены температуры поверхности детали и магнитореологического абразивного инструмента в зоне их контактного взаимодействия в неоднородном магнитном поле. Экспериментально зарегистрировано повышение температуры в зоне обработки на ΔT = 6.6о C при абсолютной максимальной температуре T = 299.6 K. При этом измеренный температурный градиент составил 0.073 K/с.
Автор:  М. Л. Левин, А. Л. Худолей
Ключевые слова:  магнитореологическое полирование, теплопроводность, тепловыделение, температурный режим, зона обработки
Стр:  848

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ НА ОСНОВЕ КЕРОСИНА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ
Приведены результаты комплексного исследования электрических и магнитных свойств наиболее распространенных магнитных жидкостей типа магнетита в керосине с олеиновой кислотой в качестве стабилизатора с целью установления общности процессов их намагничивания и поляризации. Рассматривались диэлектрическая проницаемость и магнитная восприимчивость таких жидкостей, являющихся их наиболее структурно чувствительными параметрами, которые несут в себе информацию о механизмах намагничивания и поляризации магнитной жидкости
Автор:  В. И. Зубко, Ю. И. Диканский, Д. В. Зубко, С. А. Куникин, Г. И. Сицко
Ключевые слова:  магнитная жидкость на основе керосина, намагниченность, магнитная восприимчивость, магнитные и электрические свойства
Стр:  857

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ ЖИДКОЙ СМЕСИ ЦИКЛОГЕКСАН + Н-ОКТАН + Н-ГЕКСАДЕКАН АКУСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Экспериментально исследована скорость звука в трехкомпонентной смеси циклогексан + н-октан + н-гексадекан в интервале температур 298–433 K и давлений 0.1–100.1 МПа. Максимальная погрешность измерений составляет 0.1%. Экспериментальные данные по скорости звука получены впервые. На основе данных о скорости звука определены плотность, изобарный коэффициент расширения, изобарная и изохорная теплоемкости, изотермическая сжимаемость тройной смеси трех составов в интервале температур 298–348 K и давлений 0.1–100 МПа, а также отклонения скорости звука от идеальности. С использованием ряда полуэмпирических уравнений выполнена оценка отклонений скорости звука от идеальности в изученной смеси на основании соответствующих данных по чистым компонентам и их бинарным смесям, составляющим трехкомпонентную смесь. Достигнуто хорошее согласие между расчетными и экспериментальными величинами. Представлена таблица термодинамических свойств смеси
Автор:  Т. С. Хасаншин, Н. В. Голубева, В. С. Самуйлов, А. П. Щемелев
Ключевые слова:  циклогексан, н-октан, н-додекан, н-гексадекан, бинарные смеси, тройные смеси, скорость звука, плотность, теплоемкость, сжимаемость
Стр:  863

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕРМОВЛАГОПРОВОДНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ МЕТОДОМ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТОКА ВЛАГИ
Рассматривается метод определения коэффициента термовлагопроводности древесины путем измерения нестационарного тока влаги в ее поперечных волокнах. Результаты экспериментов, проведенных с древесиной березы, находятся в хорошем согласии с ранее полученными аналогичными данными.
Автор:  М. А. Горешнев, Ф. Г. Секисов, О. В. Смердов
Ключевые слова:  древесина, коэффициент термовлагопроводности, метод нестационарного тока влаги
Стр:  878

ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ ПОЛИАКРИЛАМИДНЫЙ ФЛОКУЛЯНТ–Н2О ПО ДАННЫМ ВИСКОЗИМЕТРИИ
Измерены динамическая вязкость системы полиакриламидный флокулянт–Н2О в интервале температур 277–313 K. Исследована зависимость размеров частиц от ионной силы растворов. Рассчитана молекулярная масса полимера. Определены величины физико-химических свойств частиц, такие как толщина диффузного слоя и гидратной оболочки. Изучена энергия взаимодействия частиц высокомолекулярного соединения в растворе. Приведены результаты очистки модельных растворов сточных вод промышленных производств, полученные на основе применения метода дробного флокулирования. Изложена характеристика рассматриваемого метода исследования, описаны основные классы реагентов, обоснован механизм действия веществ
Автор:  Е. Ю. Шачнева , В. Я. Хентов
Ключевые слова:  динамическая вязкость, флокулянт, ионная сила раствора, радиус частиц, толщина диффузионного слоя, толщина гидратной оболочки, молекулярная масса, энергия взаимодействия, метод дробного флокулирования, очистка, сточные воды
Стр:  882