ТОМ 81, №1
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ
Рассматриваются современные проблемы развития научных исследований в области водородной энергетики в Республике Беларусь, направления исследований, перспективы и задачи, стоящие перед исследовательскими организациями.
Автор:
С. А. Жданок, С. А. Филатов
Стр:
4
O РАСЧЕТЕ ТУРБУЛЕНТНЫХ ВЕЕРНЫХ СТРУЙ
В рамках стандартной k - модели турбулентности численно проинтегрированы автомодельные уравнения для динамического и температурного полей веерной свободной вынужденной струи. Приведены таблицы решений для скорости, температуры, кинетической энергии турбулентности и среднего квадрата пульсаций температуры при различных значениях турбулентных чисел Прандтля. Определены количественные параметры эволюции средних и турбулентных характеристик струйного течения.
Автор:
О. Г. Мартыненко, В. Н. Коровкин
Стр:
62
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ ПРИ СВОБОДНОЙ ГРАВИТАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ ВЯЗКОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ В КВАДРАТНОЙ ПОЛОСТИ
Рассмотрена задача движения монодисперсных сферических частиц в гетерогенной среде при неизотермической свободной конвекции несущей вязкой несжимаемой жидкости в квадратной полости при неоднородном распределении температуры на стенках. Решение задачи выполнено конечно-разностным методом путем совместного решения уравнений для несущей фазы в переменных Эйлера и уравнения для дисперсной частицы в переменных Лагранжа.
Автор:
Л. П. Холпанов, Е. И. Некрасова, А. К. Некрасов
Стр:
81
СОПРЯЖЕННАЯ ЗАДАЧА ТЕРМОГРАВИТАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ В ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ОБЛАСТИ С ЛОКАЛЬНЫМ ИСТОЧНИКОМ ТЕПЛА
Проведено математическое моделирование сопряженного конвективно-кондуктивного теплопереноса в замкнутой прямоугольной области при наличии источника тепловыделения. Получены распределения тепловых и гидродинамических параметров, характеризующие основные закономерности исследуемого процесса. Показаны возможности более детального описания как температурных полей системы в целом, так и максимальных температур с использованием плоской сопряженной модели конвективно-кондуктивного теплопереноса.
Автор:
Г. В. Кузнецов, М. А. Шеремет
Стр:
90
О ВЛИЯНИИ ФОНОВЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ НА СВОБОДНУЮ КОНВЕКЦИЮ НАД ТЕРМИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
В линейном приближении аналитически решена задача о влиянии фоновых вертикальных движений на свободную конвекцию над термически неоднородной горизонтальной поверхностью. Найден безразмерный критерий, определяющий это влияние, который представляет собой отношение произведения характерной скорости фоновых вертикальных движений и горизонтального масштаба термических неоднородностей к коэффициенту температуропроводности среды. Нисходящие движения могут эффективно подавлять конвекцию (не только уменьшать высоту проникновения в среду конвективных движений, но и сильно уменьшать их амплитуду). Восходящие движения увеличивают высоту проникновения конвективных движений в среду и в меньшей степени - вертикальную составляющую конвективной скорости.
Автор:
Л. Х. Ингель
Стр:
97
АНАЛИЗ ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В СТАЛЬНЫХ СЛИТКАХ БОЛЬШОЙ МАССЫ ПРИ ИХ НАГРЕВЕ В ПЕЧИ ПЕРЕД ОБРАБОТКОЙ ДАВЛЕНИЕМ
Приведена методика расчета термонапряженного состояния крупнотоннажных стальных слитков при нагреве в пламенных печах и выполнена оценка допустимой скорости нагрева по технологическим ограничениям (на термические напряжения).
Автор:
Ю. А. Самойлович, В. И. Тимошпольский, И. А. Трусова, С. М. Кабишов
Стр:
117
ОБ ОДНОМ КЛАССЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ДЛЯ ОБОБЩЕННОГО УРАВНЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
Построены интегральные преобразования для нахождения аналитических решений краевых задач нестационарной теплопроводности для обобщенного уравнения переноса в бесконечной области, ограниченной изнутри плоской, цилиндрической или сферической поверхностями.
Автор:
Э. М. Карташов
Стр:
123
ЦЕПОЧЕЧНАЯ МОДЕЛЬ ГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛА В ТВЕРДОЙ ДИСПЕРСИИ СУБДОМЕННЫХ ФЕРРОЧАСТИЦ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПЕРЕМЕННОГО ПОЛЯ
Изучено выделение тепла в системе малых ферромагнитных частиц с магнитным гистерезисом при воздействии переменного линейно-поляризованного поля. Предложена цепочечная модель некогерентного процесса перемагничивания, позволившая в сравнении с теорией абсолютной однодоменности приблизить результаты вычислений к экспериментальным данным.
Автор:
Б. Э. Кашевский
Стр:
131
О МЕХАНИЗМЕ ПЕРЕНОСА УГЛЕРОДА К ПОВЕРХНОСТИ ОСАЖДЕНИЯ В ПРОТОЧНОМ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОМ РЕАКТОРЕ ДЛЯ СИНТЕЗА УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ
Исследован процесс получения углеродных структурированных наноматериалов в плазменном реакторе атмосферного давления с газоразрядной плазмой. На основе гипотезы о том, что свободный углерод, образующийся в плазме разряда, транспортируется из разрядной зоны реактора в зону осаждения в форме наночастиц и осаждается на стенки под действием термофореза, была разработана математическая модель этого процесса. Сравнение результатов расчетов по предложенной модели с данными проведенных экспериментов позволяет говорить о справедливости этой гипотезы.
Автор:
В. М. Волжанкин, А. В. Крауклис, С. П. Фисенко, А. И. Шнип
Стр:
137
ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС В ГЕТЕРОГЕННОЙ СИСТЕМЕ МАТРИЦА-ВКЛЮЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКИ
Предложена математическая модель импульсной электронно-лучевой обработки гетерогенного материала с учетом того, что каждая фаза (частицы и матрица) обладает своими свойствами и поэтому характеризуется своей концентрацией и температурой. Принимаются во внимание процессы переноса тепла и массы в частицах и матрице и обменные процессы между фазами. Приводится пример частной задачи, позволяющей рассчитать коэффициенты тепло- и массообмена между фазами в зависимости от температуры и размера частиц. Проиллюстрировано влияние характера внешнего теплового потока на поля температуры и концентрации в частицах и матрице.
Автор:
Ю. A. Чумаков, А. Г. Князева
Стр:
147
ЭНЕРГЕТИКА АДСОРБЦИИ И ДИФФУЗИИ МОЛЕКУЛЫ ВОДОРОДА В ПЛАСТИНУ (001) НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО АЛЮМИНИЯ
Методом функционала плотности установлена энергетика адсорбции и диффузии молекулы водорода относительно поверхности пластины Al, ограниченной атомной плоскостью (001). Определена пространственная конфигурация атомов водорода и поверхностных слоев пластины, соот-ветствующая наиболее устойчивым структурам. Показано, что энергии физической и химической адсорбции водорода составляют -0.049 эВ и -0.080 эВ соответственно. При хемосорбции формируются две устойчивые пространственные конфигурации, энергии которых различаются между собой на 0.33 эВ. Минимальной энергией характеризуется мостиковое расположение атомов водорода между вершинными атомами Al. Энергетический барьер перехода молекулы водорода из физического в хемосорбированное состояние составляет 0.438 эВ. Молекула Н2 в процессе адсорбции и диффузии не подвергается полной диссоциации. На поверхности и в объеме металла формируются диагонально цепочечные структуры, расстояние между атомами водорода в которых не превышает 2.86 Å.
Автор:
А. Л. Зайцев, Ю. М. Плескачевский, С. А. Чижик
Стр:
157
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОЧИСТКИ КАНАЛА В ЗАСНЕЖЕННОЙ АТМОСФЕРЕ СВЕРХЗВУКОВОЙ НЕРАСЧЕТНОЙ СТРУЕЙ
Обнаружено, что появление эффекта очищения при фиксированном расстоянии сопло-фотоприемник обусловлено пороговым значением произведения избыточного давления газа в форкамере на площадь критического сечения сопла. Сформулированы термодинамический и динамический критерии возникновения очищения траектории лазерного луча.
Автор:
Ю. Г. Коробейников, А. П. Петров, Г. В. Трубачеев, А. В. Федоров, В. М. Фомин
Стр:
165
ИСПАРИТЕЛЬНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ВОДЫ В ПЛЕНОЧНЫХ ОРОСИТЕЛЯХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ
Исследовано испарительное охлаждение воды в пленочных течениях в оросителе двойного гофрирования. Показано, что основной вклад в повышение эффективности испарительного охлаждения в таких оросителях дает искусственная турбулизация воздушного потока на гофрах щитов. Для оросителя со щитами произвольной конфигурации предложен метод инженерного расчета эффективности испарительного охлаждения.
Автор:
А. И. Петручик, А. Д. Солодухин, С. П. Фисенко
Стр:
171
ВЛИЯНИЕ КАПИЛЛЯРНЫХ СИЛ НА РЕЖИМ ИСПАРЕНИЯ ВОДЫ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОРОДАХ
В изотермическом приближении исследована одномерная задача инжекции воды в геотермальный резервуар, насыщенный перегретым паром, при наличии капиллярных сил. Показано, что в смачиваемых породах капиллярные силы увеличивают скорость движения фронта, а в несмачиваемых - снижают. Если капиллярные силы играют определяющую роль, то в смачиваемых породах за фронтом испарения под действием капиллярных сил формируется протяженная область фазовых переходов.
Автор:
Г. Г. Цыпкин, К. Калоре
Стр:
176
ДИНАМИКА ВЯЗКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИХРЕВОГО КОЛЬЦА С ПЛОСКИМ ЭКРАНОМ
На основе численного решения нестационарных уравнений Навье-Стокса проведено математическое моделирование турбулентного отрывного течения, описывающего динамику вязкого взаимодействия вихревого кольца с плоским экраном. Задача решалась в осесимметричной постановке для турбулентных режимов в диапазоне чисел Рейнольдса 105-107. Расчеты позволили проанализировать взаимодействие кольцевого вихря с индуцированным турбулентным течением на экране и с вторичными вихревыми кольцами и качественно согласуются с результатами других авторов, полученными в рамках метода дискретных вихрей и теории пограничного слоя, а также с известными экспериментальными и расчетными данными для ламинарных режимов.
Автор:
Н. А. Владимирова
Стр:
184
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE MIXING PERFORMANCE OF A LOBED JET FLOW
An experimental investigation of a flow in the case of turbulent isothermal air lobed jet is presented. A lobed jet is compared, in the near field, with an isothermal axisymmetric jet with the same exit Reynolds number in terms of dynamics and mixing enhancement. It was found that the streamwise variation of the volumetric flow rate is characterized by a slope which is more than twice larger than that for the reference circular jet. This high entrainment rate is governed, at the same time, by the turbulent structures generated by the asymmetric shape of the nozzle and by the high convection in these structures, induced by the inner and outer penetration angles of their lobes.
Автор:
Amina Meslem, Ilinca Nastase, Kamel Abed-Meraim
Стр:
102
ДИАГНОСТИКА БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ В МЕХАНИКЕ ЖИДКОСТИ, ГАЗА И ПЛАЗМЫ
Кратко описаны основные приемы, используемые при диагностике быстропротекающих процессов в механике жидкости, газа, плазмы. Особое внимание уделено оптическим методам диагностики, а также последним разработкам, основанным на использовании цифровых лазерных технологий и статистических методов обработки результатов измерений. Даны примеры использования разработанных методик, иллюстрирующие их возможности.
Автор:
Фомин Н. А.
Стр:
68
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАЖИГАНИЯ ТОРФА
В рамках математической модели пористой реагирующей среды дается постановка и численное решение задачи о возникновении горения (тления) торфа в результате действия очага низового пожара. Найдено, что при умеренных температурах T 700 К тление исходного реагента лимитируется процессами сушки, пиролиза и реакцией окисления коксового остатка.
Автор:
Гришин А. М., Якимов А. С.
Стр:
191
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Приведен обзор работ последнего десятилетия (1946-1956 гг.). Обзоры обширной литературы по этому вопросу были опубликованы в 1922, 1933, 1945 гг. На русском языке большой обзорный материал содержится в монографии О. К. Давтяна.
Автор:
Гуревич И. Г.
Стр:
8
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ХИМИЧЕСКИХ И СОРБЦИОННЫХ ТЕПЛОВЫХ МАШИН В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ
Изложены основные принципы работы химических и адсорбционных тепловых машин. Рассмотрены преимущества и новые аспекты их применения. Дан обзор современного состояния сорбционных технологий в разных странах, а также особенностей их использования в России и Республике Беларусь.
Автор:
Аристов Ю. И., Васильев Л. Л., Накоряков В. Е.
Стр:
19
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ПРОЦЕССОВ НАГРЕВА (ПРОТИВОТОЧНЫЙ И ПРЯМОТОЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕН) В МЕТАЛЛУРГИИ И МАШИНОСТРОЕНИИ
Излагаются решения задач противоточного и прямоточного нагрева металла, построенные на полученных авторами решениях соответствующих нелинейных краевых задач теплопроводности. Приводится пример, иллюстрирующий приемлемую точность предложенной методики.
Автор:
Постольник Ю. С., Тимошпольский В. И., Ратников П. Э., Кондрашева О. А.
Стр:
108
ИЗМЕРЕНИЕ ПУЛЬСАЦИЙ КОНЦЕНТРАЦИИ В СДВИГОВОМ ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ МЕТОДОМ ОСРЕДНЕННЫХ ТАЛЬБОТ-ИЗОБРАЖЕНИЙ
Метод двухэкспозиционной тальбот-фотографии адаптирован для анализа структуры течения в двумерной турбулентной затопленной струе гелия, истекающего в воздушное пространство, и в потоке газа за падающей ударной волной в ударной трубе. Для исследованных случаев измерение локального сдвига максимумов интенсивности в осредненном по времени тальбот-изображении позволило определить двумерный массив углов рефракции света с погрешностью до 5%. Посредством интегрирования полученных распределений рассчитано распределение осредненного показателя преломления среды и концентрации газа по полю течения.
Автор:
Дорошко М. В., Пенязьков О. Г., Храмцов П. П., Ших И. А.
Стр:
49
ВЛИЯНИЕ ПЛАЗМЫ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА НА СТРУКТУРУ ДИНАМИЧЕСКОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ НА ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Проанализированы методы получения поверхностного высокочастотного барьерного разряда. Приведены результаты исследования влияния этого разряда на характеристики динамического пограничного слоя на плоской поверхности.
Автор:
Пенязьков О. Г., Храмцов П. П., Черник М. Ю., Шатан И. Н., Ших И. А.
Стр:
55