ТОМ 92, №3


СПОСОБЫ АВАРИЙНОГО ОТВОДА ТЕПЛОТЫ ОТ БАССЕЙНОВ ВЫДЕРЖКИ И ХРАНИЛИЩ ОТРАБОТАВШЕГО ТОПЛИВА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
В статье рассмотрены возможные способы отвода теплоты от водных бассейнов выдержки и хранения отработавшего ядерного топлива атомных электростанций, которые могут быть применены в аварийной ситуации выхода из строя штатной системы охлаждения бассейна. Приводятся результаты исследования двух пассивных способов аварийного охлаждения водных бассейнов с отработавшим топливом: первый — использование аварийных баков-аккумуляторов с запасом охлаждающей воды и второй — использование каналов вскипания, действие которых основано на эффекте создания движущего напора в аварийной системе естественной циркуляции охлаждающего бассейн теплоносителя.
Автор:  Ю. Е. Карякин, Н. Н. Пейч, А. А. Плетнев, Е. Д. Федорович
Ключевые слова:  отработавшее ядерное топливо, бассейн выдержки, хранилище ядерного топлива, аварийный отвод теплоты, бак-гидроаккумулятор, каналы вскипания
Стр:  575

ОПТИМИЗАЦИЯ ГИБРИДНОЙ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В НЕЙ
Рассмотрена задача оптимизации конструкции и параметров гибридной автономной энергоустановки, работающей на основе возобновляемых источников энергии (солнца и ветра) и метанольных топливных элементов, с использованием математических моделей тепловых процессов в ней. Даны примеры практического применения разработанных моделей. Приведены результаты вычислительных экспериментов по разработке указанной энергоустановки.
Автор:  А. С. Григорьев, В. В. Скорлыгин, С. А. Григорьев, Д. А. Мельник, О. Г. Лосев
Ключевые слова:  гибридная энергетическая система, внесетевой источник питания, электрохимическая энергия, метанольный топливный элемент, возобновляемые источники энергии
Стр:  584

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В КОСМОСЕ С ПОМОЩЬЮ ЦЕПНОЙ ТЕПЛОВОЙ МАШИНЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЙ МЕТАН И АЗОТ
Проведен анализ производства полезной механической работы в космосе с помощью тепловой машины, где рабочим телом служат жидкости со сверхнизкой температурой кипения (метан и азот). Использованию азота и метана способствует низкая температура космического фонового излучения, позволяющая охлаждать азот и метан до очень низких температур. Исследование проводится на основе моделирования цепной тепловой машины, состоящей из двух звеньев. Установление стационарного режима работы машины происходит за несколько часов. Для рассеяния анергии в космическое пространство требуется большая площадь конденсатора.
Автор:  К. О. Сабденов, М. Ерзада, А. Т. Сулейменов
Ключевые слова:  сверхнизкая температура кипения, преобразование энергии, цепная тепловая машина
Стр:  596

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛООБМЕННЫХ ТРУБ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Показаны перспективы использования усовершенствованных форм дискретной шероховатости, позволяющие осуществить экономию электроэнергии на прокачку теплоносителя и конструкционных материалов при создании теплотехнического и теплоэнергетического оборудования за счет использования пассивных методов интенсификации теплоотдачи. 
Автор:  В. В. Олимпиев, Б. Г. Мирзоев, И. А. Попов, А. В. Щелчков, А. Н. Скрыпник
Ключевые слова:  теплоэнергетическая установка, интенсификация теплообмена, дискретная шероховатость, теплообменная труба
Стр:  608

ОСОБЕННОСТИ ГРАВИТАЦИОННОГО ТЕЧЕНИЯ НАГРЕТОГО ВОЗДУХА В ВЫТЯЖНОЙ ШАХТЕ НАД МНОГОРЯДНЫМ ОРЕБРЕННЫМ ПУЧКОМ
Проанализированы исследования по внедрению в зданиях и сооружениях систем воздушного отопления, а также применимость смешанной конвекции в калориферах рециркуляционных воздухонагревателей. Изучен теплообмен двух- и четырехрядного шахматных пучков воздухонагревателя, состоящих из биметаллических ребристых труб, при смешанной конвекции. Представлены экспериментальные исследования характеристик гравитационного потока нагретого воздуха в вытяжной шахте над теплообменным пучком в режиме смешанной конвекции. Установлено увеличение теплоотдачи в режиме смешанной конвекции в 1.5−3 раза по сравнению с теплоотдачей в условиях свободной конвекции воздуха. Описана динамика движения гейзерного течения нагретого воздуха в вытяжной шахте над теплообменным пучком под действием гравитационных сил. Установлено снижение теплоотдачи шахматного двух- и четырехрядного пучков из-за наличия гейзерных течений воздуха на 20–50%. Предложен способ снижения негативного влияния гейзерных течений воздуха на теплоотдачу пучка
Автор:  А. Б. Сухоцкий, Г. С. Маршалова
Ключевые слова:  воздушное отопление, гравитационное перемещение воздуха, биметаллическая ребристая труба, вытяжная шахта, смешанная конвекция, коэффициент теплоотдачи, число Нуссельта, число Грасгофа, гейзерное течение воздуха
Стр:  619

ТЕРМОЛИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Обосновано применение метода парового термолиза для термической переработки отходов полимерных композиционных материалов с получением ценных составляющих в виде волокон, пригодных для повторного использования. На основании выполненных исследований установлено, что при паровом термолизе отходов композиционных материалов подавляются процессы образования стойких органических загрязнителей. 
Автор:  Г. И. Журавский
Ключевые слова:  полимерный композиционный материал, переработка, паровой термолиз, сольволиз, пиролиз, углеродное волокно, углепластик, экология
Стр:  626

НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ В КРИВОЛИНЕЙНОЙ ПЛАСТИНЕ С УЧЕТОМ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ НЕЛОКАЛЬНОСТИ
В настоящее время важным этапом в создании и использовании новых структурно-чувствительных материалов является построение математических моделей, позволяющих описать их поведение в широком диапазоне изменения внешних воздействий. В работе предложена модель теплопроводности в структурно-чувствительных материалах, учитывающая нелокальность среды по пространству и кривизну пластины. С использованием интегро-интерполяционного метода построена разностная схема, найдено численное решение задачи высокоинтенсивного поверхностного нагрева. Исследовано влияние параметров нелокальности и кривизны пластины на распределение температуры.
Автор:  Г. Н. Кувыркин, И. Ю. Савельева, Д. А. Кувшинникова
Ключевые слова:  нелокальность, уравнение теплопроводности, криволинейная пластина, разностная схема.
Стр:  631

СТОХАСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ С ИСТОЧНИКАМИ ИЛИ СТОКАМИ ТЕПЛА
Развита одномерная стохастическая модель теплопроводности в случае наличия источников или стоков тепла в области переноса. Сформулированы краевые задачи для средней температуры и дисперсии температурного поля в области теплопроводности и граничные условия для функции распределения температуры. Дано обобщение указанных одномерных краевых задач на случай большего числа измерений в инвариантном виде.
Автор:  В. В. Шевелев
Ключевые слова:  теплопроводность, источник, сток, стохастичность, граничные условия
Стр:  637

APPLICATION OF DUAL INTEGRAL EQUATIONS IN HEAT EQUATION FOR UNBOUNDED PLATE
An analytical solution to a two-dimensional nonstationary nonhomogeneous heat equation in axially symmetrical cylindrical coordinates for an unbounded plate subjected to mixed boundary conditions of the first and second kinds has been obtained. The application of the Laplace transform (L-transform) and the separation of variables result in the solution to the initial mixed boundary-value problem as the solution to a pair of dual integral equations (DIEs) with an unknown function dependent on the L-transform parameter. The DIEs solution is proposed by using the known discontinuous integrals and an infinite series method. The Green’s function is used to determine the solution to the nonhomogeneous part of the problem
Автор:  N. A. Hoshan
Ключевые слова:  nonstationary heat equation, dual integral equations, mixed boundary conditions, unbounded plate
Стр:  648

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНОГО НЕСЖИМАЕМОГО ТЕЧЕНИЯ С УВЕЛИЧИВАЮЩИМСЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ ГРАДИЕНТОМ ДАВЛЕНИЯ
Рассмотрено безотрывное плоское течение в пограничном слое, развивающемся на гладкой стенке диффузора под воздействием градиента давления p(x), где обе величины dp/dx и d2 p/dx2 — положительные (неблагоприятный градиент давления). Неблагоприятный градиент давления создавался в диффузоре с плоскими стенками (эксперимент F0141A). Приведены результаты численных расчетов течения с ненулевым градиентом давления в пограничном слое несжимаемой жидкости с использованием пристеночной k–ε модели турбулентности. Дано сравнение основных характеристик течения с тестируемыми экспериментальными и теоретическими данными
Автор:  В. М. Зубарев
Ключевые слова:  турбулентные течения, пристеночные k–ε модели турбулентности, пограничный слой, градиент давления, пристенные течения, численный метод, несжимаемая жидкость, диффузор
Стр:  654

ТЕЧЕНИЯ С НЕСТАЦИОНАРНЫМ ЛОКАЛЬНЫМ ПОДВОДОМ ЭНЕРГИИ В СОПЛЕ ПЛАЗМОТРОНА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Проведено моделирование течений газа в сопле плазмотрона переменного тока с нестационарным локальным подводом энергии. Численное моделирование нестационарных течений газа в указанном сопле с интенсивным энергоподводом осуществлялось с использованием метода конечных объемов и векторизованного подхода к расчету потоков. Представлены результаты численного моделирования одномерных и двумерных течений в сопле с подвижной зоной энерогоподвода. На основе данных численного моделирования проведен качественный анализ газодинамических и тепловых процессов, имеющих место в сопле при нестационарном подводе энергии к течению газа в нем. Установлена зависимость расходных характеристик сопла и смещения соплового скачка уплотнения при перерасширенном истечении газа из сопла от интенсивности и цикличности энергоподвода в дозвуковую часть сопла.
Автор:  Н. А. Брыков, К. Н. Волков, В. Н. Емельянов, И. В. Тетерина
Ключевые слова:  плазмотрон, сопло, подвод энергии, расход газа, скачок уплотнения, вычислительная газовая динамика
Стр:  664

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИСТЕЧЕНИЯ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ ИЗ ДРЕНАЖНОЙ МАГИСТРАЛИ СТУПЕНИ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ
Рассмотрен процесс истечения парогазовой смеси (газ наддува и пары компонента топлива) в среду с пониженным давлением на основе использования модели идеального газа. Приведены основные допущения и ограничения для теоретического и экспериментального моделирования, в частности, для температуры и давления газа при проведении экспериментов. Разработана математическая и физическая модели, получены близкие численные и экспериментальные результаты в рамках введенных допущений и ограничений. Полученные результаты подтверждают достоверность разработанных моделей.
Автор:  К. И. Жариков, В. И. Трушляков
Ключевые слова:  парогазовая смесь, идеальный газ, дренаж, топливный бак; критерии подобия, экспериментальный стенд
Стр:  675

ВИХРЕИСТОЧНИК В ВИХРЕВОЙ ТРУБЕ РАНКА
На основе модели плоского закрученного течения проведен теоретический анализ эффективности энергоразделения вихреисточника, функционирующего в закрученном потоке с заданной тангенциальной составляющей скорости в вихревой трубе Ранка. 
Автор:  В. Д. Тютюма
Ключевые слова:  вихреисточник, вихресток, эффект Ранка–Хилша, вихревой эффект, закрученное течение, поле скоростей, распределение термодинамических параметров
Стр:  688

МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ БЕЗГАЗОВОГО ГОРЕНИЯ С УЧЕТОМ ГЕТЕРОГЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ОБРАЗЦА
Сформулирована модель нестационарного безгазового горения с учетом гетерогенности структуры и зависимости диффузии от температуры с использованием двух моделей реакционных ячеек: плоских и сферических. Проведено численное моделирование распространения волны СВС состава и сравнительный анализ скорости распространения волны СВС с использованием двух моделей реакционных ячеек. Численные исследования показали, что скорость распространения волны СВС при использовании модели сферических реакционных ячеек выше, чем для плоских ячеек, в 1.7 раза. Получены зависимости скорости горения от характерной величины гетерогенной структуры образца. Расчетно-теоретические значения скорости распространения волны СВС с хорошей точностью совпадают с экспериментальными данными в широком диапазоне величин размера гетерогенной структуры СВС состава.
Автор:  А. Ю. Крайнов, Д. С. Шульц
Ключевые слова:  самораспространяющийся высокотемпературный синтез, реакционные ячейки, скорость волны, математическое моделирование
Стр:  697

РЕЖИМЫ ГОРЕНИЯ БЕЗГАЗОВЫХ СИСТЕМ С ПЛАВЯЩИМСЯ КОМПОНЕНТОМ В ОБЛАСТИ СИЛЬНОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ
Проведено численное исследование влияния термокапиллярного течения расплава инертного компонента безгазовой смеси на спиновые режимы горения в области сильной неустойчивости. Обнаружены новые периодические режимы спинового горения. С увеличением скорости течения расплава происходит стабилизация горения: переход от спиновых режимов к квазиодномерной структуре волны горения.
Автор:  В. Г. Прокофьев, В. К. Смоляков
Ключевые слова:  безгазовое горение, спиновый режим, плавление, термокапиллярное течение
Стр:  706

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЖИДКОСТНОГО АЭРОЗОЛЯ С ФРОНТОМ ГОРЕНИЯ ЛЕСНОГО ГОРЮЧЕГО МАТЕРИАЛА В УСЛОВИЯХ ВСТРЕЧНОГО ПОТОКА ВОЗДУХА
Выполнены экспериментальные исследования характерных времен подавления пламенного горения и термического разложения модельных очагов опада хвойных и лиственных лесов в условиях воздействия жидкостного аэрозоля. В качестве лесных горючих материалов использованы листья березы и смесь компонентов напочвенного покрова (листья, хвоя, веточки). Рассмотрены три схемы взаимодействия капельного аэрозоля с лесным горючим материалом в процессе его выгорания: предварительное увлажнение материала за счет распыления воды перед фронтом горения, впрыск капельного аэрозоля непосредственно во фронт горения, смешанное распыление (во фронт и перед ним). Исследовано влияние попутного и встречного движений воздуха на процесс прекращения горения модельного очага пожара. Определены условия распыления воды, обеспечивающие прекращение горения и термического разложения лесных горючих материалов.
Автор:  А. О. Жданова, Г. В. Кузнецов, Г. С. Няшина, И. С. Войтков
Ключевые слова:  лесной горючий материал, пламенное горение, термическое разложение, фронт горения, аэрозольный поток
Стр:  711

ТЕЧЕНИЕ СТЕПЕННОЙ ЖИДКОСТИ В Т-ОБРАЗНОМ КАНАЛЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЗАДАННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ
Рассматривается плоское течение неньютоновской несжимаемой жидкости в Т-образном канале. Эффективная вязкость определяется в соответствии с законом Оствальда–де Виля. Движение жидкости осуществляется под действием заданного перепада давления в граничных сечениях канала. На твердых стенках выполняется условие прилипания. Задача решается численно методом контрольного объема с использованием процедуры SIMPLE. В результате проведенного исследования выявлены характерные режимы течений. Продемонстрировано влияние основных параметров задачи на картину течения, построены критериальные зависимости характеристик течения.
Автор:  Е. И. Борзенко, О. А. Дьякова
Ключевые слова:  течение, степенная жидкость, Т-образный канал, условие прилипания, численное моделирование, режим течения
Стр:  718

СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА И МОДЕЛЬНЫЕ РЕОПАРАМЕТРЫ ЭЖК СЛОЯ ГЕКСАДЕКАНА
Реологические исследования гетерофазной прослойки н-гексадекана на проводящей подложке позволили установить температурную зависимость толщины пристенного ЭЖК слоя, влияющую на одну из ключевых характеристик смазывающего материала — его "гидродинамическую прочность"
Автор:  А. Ю. Поповский, Б. А. Алтоиз , В. Ф. Бутенко
Ключевые слова:  эпитропный жидкий кристалл, структурные параметры, гидродинамическая прочность, эффективная вязкость, реологическая модель
Стр:  727

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛО- И МАССОБМЕНА ПРИ КОНВЕКТИВНО-РАДИАЦИОННОМ НАГРЕВЕ ЗАТУПЛЕННОГО ТЕЛА
На основе тепловой модели разрушения теплозащитного покрытия из композиционного материала (углепластика) конической части затупленного тела проведен численный анализ нестационарного теплои массообмена в таком покрытии при многократном воздействии на него импульсного лазерного излучения. Получены различные режимы термохимического разрушения углепластика под воздействием лазерного излучения умеренной интенсивности при отсутствии плавления пористой сферической части тела. Установлено, что газообразные продукты пиролиза, частицы конденсированной фазы и пары углеродного материала играют определяющую роль в экранировке поверхности тела от лазерного излучения
Автор:  К. Н. Ефимов, В. А. Овчинников, А. С. Якимов, С. А. Гаар
Ключевые слова:  лазерное излучение, теплообмен, продукты термохимического разрушения, экранировка, теплозащитный материал
Стр:  734

АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ПАРОГРАВИТАЦИОННОГО ДРЕНИРОВАНИЯ В АНИЗОТРОПНОМ ПЛАСТЕ
Построена аналитическая модель процесса парогравитационного дренирования в элементе разработки залежи сверхвязкой нефти. Исследовано влияние анизотропии проницаемости пласта на дебит добывающей горизонтальной скважины и накопленное паронефтяное отношение. Проведено сравнение расчетов производительности горизонтальной скважины по предложенной модели с результатами физического моделирования процесса парогравитационного дренирования
Автор:  П. Е. Морозов
Ключевые слова:  аналитическая модель, парогравитационное дренирование, горизонтальная скважина, дебит, накопленное паронефтяное отношение, анизотропия проницаемости
Стр:  747

НАГНЕТАНИЕ ХОЛОДНОГО ГАЗА В СНЕЖНЫЙ МАССИВ, ЧАСТИЧНО НАСЫЩЕННЫЙ ГАЗОМ, СОПРОВОЖДАЕМОЕ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЕМ
Численно решена задача о нагнетании холодного газа в снежный массив, частично насыщенный тем же газом, сопровождаемом образованием гидрата. Рассмотрен предельный случай, когда интенсивность гидратообразования лимитируется диффузией газа через гидратный слой, образующийся между фазами газа и льда, к границе контакта лед–гидрат. Исследовано образование гидрата по равновесной схеме, которая предполагает, что состояние исходной системы газ–снег изменяется в процессе нагнетания в нее газа в соответствии с кривой фазового равновесия системы газ–снег–гидрат. Установлено, что при реализации равновесного режима гидратообразования, в случае полного перехода снега в гидратное состояние появляется подвижная граница, которая разделяет снежный массив на две зоны — зону, насыщенную газом и гидратом, и зону, в которой одновременно находятся снег, газ и гидрат.
Автор:  В. Ш. Шагапов, А. С. Чиглинцева, С. В. Белова
Ключевые слова:  холодный газ, снег, система газ–снег, снегонасыщенность, фильтрация, диффузия газа, равновесная схема
Стр:  754

ИОННО-ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСКЛИНИВАЮЩЕГО ДАВЛЕНИЯ И УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОЛЛОИДНО-ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
Рассматривается физически обоснованная ионно-электростатическая модель расклинивающего давления по Дерягину, модифицированная применительно к описанию водоудерживающей способности природных и искусственных коллоидно-дисперсных систем с переменной влажностью (почв, грунтов, глинистых минералов, древесины, каустобиолитов, синтетических полимерных гидрогелей). В этой модели в качестве фазовой переменной используется соотношение между влажностью и дисперсностью системы (ее эффективной удельной поверхностью). Впервые с использованием методов сорбционного равновесия, термодесорбции влаги и равновесного центрифугирования получены изотермы расклинивающего давления материалов разного генезиса и дисперсности, представляющие зависимость термодинамического потенциала влаги (удельной энергии Гиббса) материала от массовой доли влаги в нем, для широкого диапазона абсолютных значений этого потенциала 0.1–260 кДж/кг и осуществлена количественная оценка расклинивающего давления связнодисперсных систем с учетом переменных факторов агрегативной устойчивости их коллоидного комплекса (температуры, состава, концентрации жидкой фазы), определяющих феномен динамики дисперсности и водоудерживающей способности таких систем. Предложена методология расчета эффективной удельной поверхности материала по наклону изотерм его расклинивающего давления, построенных в полулогарифмическом масштабе, альтернативная стандартной модели Брунауэра–Эммета–Теллера. Предложенный подход близок к указанному традиционному методу по даваемой ими удельной поверхности материала, но выгодно отличается от этого метода температурной инвариантностью и возможностью расчета энергии межфазных взаимодействий в материале с использованием обобщенной константы Гамакера. 
Автор:  А. В. Смагин
Ключевые слова:  коллоидно-дисперсные системы, гели, термодинамика, дисперсность, удельная поверхность, изотермы расклинивающего давления, двойной электрический слой, межфазные взаимодействия
Стр:  769

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА АБСОРБЦИИ ГАЗОВ В НАСАДОЧНЫХ КОЛОННАХ И ТРУБЧАТЫХ АБСОРБЕРАХ
Построены математические модели процессов тепло- и массообмена в насадочных колоннах и трубчатых абсорберах. Проведен численный расчет эффективности абсорбции SO2 водой в насадочных колоннах и полых форсуночных скрубберах и установлено явное преимущество насадочных колонн по сравнению с указанными скрубберами как по эффективности извлечения целевых газовых компонентов абсорбентом, так и по габаритам аппаратов. Проведены расчеты абсорбции СО2, а также сравнение эффективности и энергетики прямоточных и противоточных насадочных колонн при различных размерах элементов насадки. При моделировании процесса абсорбции в насадочной колонне использованы известные эмпирические данные по объемному массообмену в зернистых слоях и теоретическое представление коэффициента массообмена для пленочного течения. Сравнение результатов расчетов в этих двух случаях показало их практически полное совпадение. Тепломассообмен в трубчатом абсорбере описывался по пленочному механизму в двух случаях, когда открыто все поперечное живое сечение и когда открыто только внутреннее сечение цилиндрической трубы. Проведено сравнение результатов расчетов тепло- и массообмена в насадочных колоннах и трубчатых абсорберах в соответствующих условиях. Предложенные модели могут быть использованы для инженерных и оптимизационных расчетов промышленных насадочных колонн и трубчатых абсорберов.
Автор:  М. И. Шиляев, Е. М. Хромова
Ключевые слова:  насадочная колонна, трубчатый абсорбер, абсорбция, тепло- и массообмен
Стр:  781

МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В СМЕСЯХ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В МЕТОДЕ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА
Исследованы особенности уплотнения тонких слоев монодисперсных калиброванных твердых шаров, моделирующих бидисперсную порошковую смесь крупных металлических частиц и мелких неметаллических частиц, на основе которой изготавливаются послойно спрессованные длинномерные заготовки, использующиеся для производства тугоплавких материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Рассмотрен случай одностороннего осевого уплотнения тонких слоев шаров в матрице шестиугольного поперечного сечения при отношении поперечного размера матрицы к диаметру шара L/d ≈ 15
Автор:  М. А. Пономарев, В. Э. Лорян
Ключевые слова:  самораспространяющийся высокотемпературный синтез, твердые шары, диссипативные структуры, плотные упаковки, регулярные укладки
Стр:  800

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THERMAL AND HYDRAULIC PERFORMANCE OF A PLATE HEAT EXCHANGER USING NANOFLUIDS
Gasketed plate heat exchangers (PHEs) have a crucial position in the energy sector due to their efficient and compact design. A number of studies have focused on making the plate heat exchangers more efficient and compact, since the energy usage increases day by day. Therefore, the idea of utilizing nanofluids, whose thermophysical properties are better than those of industrial fluids, have drawn the attention of researchers. An experimental setup was designed and constructed at the TOBB ETU Heat Exchangers Laboratory to investigate the effect of utilizing nanofluids in a plate heat exchanger. The experiments were performed with three different working fluids, namely, tap water and 1 and 0.5 wt.% Al2O3/water nanofluids in a hot cycle. For all cases, the flow rates were 100–450 L/h, and the experiments were repeated three times for accuracy. As a result of this study, new correlations for the Nusselt number and heat transfer enhancement rates were obtained. Moreover, the friction factor correlations were found for all cases, and the effect of nanofluids on the pressure drop has been revealed.
Автор:  U. Kayabaşı, S. Kakaç, S. Aradag, and A. Pramuanjaroenkij
Ключевые слова:  nanofluids, gasketed plate heat exchanger, experimental study, heat transfer
Стр:  809

УЛУЧШЕНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ВНУТРИ ТРУБ
Дан анализ методов расчета теплообмена при конденсации пара внутри гладких вертикальных и горизонтальных труб. Отмечено наличие расхождения до 30–100% опытных данных с расчетами по разным методам (теоретическим, полуэмпирическим, эмпирическим) и обоснованы граничные величины параметров в полуэмпирических зависимостях Ананьева, Бойко и Кружилина, при которых имеет место хорошее согласие опытов по конденсации паров многих веществ с расчетами по формулам этих авторов. Приведена полуэмпирическая зависимость для расчета теплообмена при конденсации в случае, когда Re > 800 и параметр, определяющий скорость пара, β > 10.
Автор:  В. Г. Риферт, В. В. Горин, В. В. Середа, В. В. Трепутнев
Ключевые слова:  пленочная конденсация, теплоотдача, гладкая труба, межфазное трение
Стр:  823

РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ДЛЯ ЛИТЬЯ. I. ЭКСПЕРИМЕНТ
Выполнено экспериментальное исследование теплопроводности материалов керамических форм для литья жаропрочных сплавов по выплавляемым моделям. Дана общая характеристика используемых методов и оборудования для измерения теплопроводности таких материалов. Приведены результаты измерения теплопроводности ряда материалов с порошками крупнодисперсного наполнителя из оксида алюминия и мелкодисперсных наполнителей из оксида алюминия, муллита и циркона в диапазоне температур от 20 до 1700o С.
Автор:  А. В. Зуев, М. Г. Размахов, Д. Я. Баринов, П. С. Мараховский
Ключевые слова:  полидисперсный керамический материал, форма для литья по выплавляемым моделям, теплопроводность
Стр:  832

РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ДЛЯ ЛИТЬЯ. II. РАСЧЕТ
Предложены модели формирования структур материалов керамических форм для литья жаропрочных сплавов по выплавляемым моделям с наполнителями из крупно- и мелкодисперсных порошков и связующими, образующимися в процессе термообработки гидролизованного этилсиликата ЭТС-40 и кремнезоля, при нагревании. Исследованы диффузионные процессы, имеющие место при взаимодействии наполнителя со связующим и кристаллизации связующего. Рассчитана теплопроводность указанных материалов и определено влияние на нее предварительной термообработки материала. Проведено сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными
Автор:  А. В. Зуев, Ю. И. Фоломейкин, Д. Я. Баринов
Ключевые слова:  Предложены модели формирования структур материалов керамических форм для литья жаропрочных сплавов по выплавляемым моделям с наполнителями из крупно- и мелкодисперсных порошков и связующими, образующимися в процессе термообработки гидролизованного этилсиликата ЭТС-40 и кремнезоля, при нагревании. Исследованы диффузионные процессы, имеющие место при взаимодействии наполнителя со связующим и кристаллизации связующего. Рассчитана теплопроводность указанных материалов и определено влияние на нее предварительной термообработки материала. Проведено сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными
Стр:  838

МЕТОДЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЛЬСОТРОНА С ВИТКАМИ ПОДМАГНИЧИВАНИЯ
Предложены методы численного моделирования электромагнитного поля в электродинамических ускорителях типа рельсотрона при наличии витков подмагничивания. Представлены результаты применения различных методов моделирования электромагнитного поля в ускорителе MASEL, проведено сравнение результатов вычислительного и натурного экспериментов. Исследован вопрос зависимости электромагнитного поля от конфигурации витков подмагничивания
Автор:  М. П. Галанин, А. К. Кондратенко, В. В. Лукин, А. С. Родин, Д. Л. Сорокин,
Ключевые слова:  система уравнений Максвелла, электродинамический ускоритель, рельсотрон, виток подмагничивания
Стр:  846

АНАЛИЗ РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ НАГРУЖЕНИИ
Представлена система уравнений для описания ударно-сжатого состояния полиметилметакрилата в приближении одноосного деформирования. C использованием модели Прандтля–Рейса определен механизм перехода хрупкого разрушения полиметилметакрилата в хрупко-пластическое при больших скоростях и временах воздействия на него ударника.
Автор:  А. M. Куготова, Б. И. Кунижев, А. Х. Аджиев, А. А. Аджиева, Л. В. Канукоева, З. Х. Гайтукиева
Ключевые слова:  ударное динамическое сжатие, ударная адиабата, полиметилметакрилат, полиэтилен, высокоскоростной удар
Стр:  855