ТОМ 93,

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ ДВИЖЕНИИ КАПЕЛЬ ЖИДКОСТИ В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ В УСЛОВИЯХ ИХ ИНТЕНСИВНЫХ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
Сформулирована физико-математическая модель движения капли жидкости в высокотемпературном воздушном потоке с учетом основных факторов этого движения: силы инерции, вязкого трения, поверхностного натяжения, аэродинамического сопротивления, силы тяжести, подъемной силы, силы Магнуса,
турбофореза, термофореза, несферичности капли, конвекции внутри нее, турбулентности и сжимаемости несущей среды, концентрации дисперсной фазы в этой среде, нестационарности движения капли, ее фазовых превращений, столкновения капли с соседними каплями, ее частичной фрагментации, дробления
капли. Выполнены численное и экспериментальное исследования влияния указанных факторов на скорость
движения, нагрев и интенсивность испарения капли жидкости в высокотемпературной газовой среде.
Проведено обобщение результатов этих исследований для определения возможных применений разработанной модели.
 
Автор:  Д. В. Антонов, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак
Ключевые слова:  тепломассоперенос, газовая среда, капли жидкости, фазовые превращения, высокотемпературный нагрев, математическое моделирование
Стр:  1093

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРА ТЕЧЕНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА РАБОТУ ТЕПЛООБМЕННИКОВ С КОНДЕНСАЦИЕЙ ПАРА ВНУТРИ ТРУБ
Рассмотрено влияние характера движения охлаждающей среды в теплообменном аппарате на процесс конденсации пара в нем в случаях поперечного обтекания трубного пучка в аппарате, продольного обтекании труб в пучке в режимах прямотока и противотока, конденсации перегретого пара и неравномерного распределения охлаждающей среды в различных зонах аппарата. Установлено, что при поперечном обтекании первых рядов трубного пучка охлаждающей средой в аппарате возникают зоны с пониженной эффективностью теплообмена. Исследована зависимость потерь давления пара, конденсирующегося в теплообменнике в режимах противотока, прямотока и перекрестного тока. Получены и обобщены экспериментальные данные по температуре перегрева пара. Экспериментально установлено положительное влияние дросселя на линии отвода паровоздушной смеси к пароструйному эжектору при неравномерном
охлаждении параллельных каналов конденсатора и подтверждено наличие оптимального размера дросселя на линии отвода неконденсирующихся газов.  
Автор:  О. О. Мильман, С. А. Исаев, А. В. Птахин, А. В. Кондратьев, А. Ю. Картуесова, В. С. Крылов
Ключевые слова:  трубный пучок, конденсация пара, перегретый пар, неравномерное охлаждение, противоток, прямоток, дроссель, неконденсирующиеся газы
Стр:  1115

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ СМАЧИВАНИЯ ЧАСТЕЙ ПАРОВОЙ КАМЕРЫ
Изучены условия электрохимического осаждения меди на медные пластины и влияние микрошероховатости их поверхности на смачивание пластин, что позволило определить оптимальные режимы нанесения покрытий на элементы паровых камер с целью создания таких элементов с контролируемыми свойствами смачивания.   
Автор:  О. Л. Войтик, К. И. Делендик, Н. В. Коляго, Л. Ю. Рощин
Ключевые слова:  микрошероховатость, краевой угол смачивания, гидрофильные и гидрофобные покрытия, гистерезис смачивания, электрохимическое осаждение
Стр:  1126

РАСЧЕТ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОРИСТЫХ ПРЯМОТОЧНЫХ ПАРОГЕНЕРИРУЮЩИХ КАНАЛОВ
Представлены результаты расчета эффективности пористых прямоточных парогенерирующих каналов в переходной области движения теплоносителя при граничных условиях первого рода. Полученные данные сравнивались с результатами расчетов для гладкостенной трубы. Показано, что при использовании воды в качестве теплоносителя возможно получение позитивных значений геометрических коэффициентов эффективности такого канала. Для исследуемого диапазона параметров указанных каналов не были найдены позитивные значения энергетических коэффициентов эффективности. Проанализированы зависимости коэффициентов эффективности пористого модельного канала от его основных режимноконструктивных параметров.  
Автор:  А. П. Лукиша
Ключевые слова:  теплогидравлическая эффективность, пористые парогенерирующие каналы, теплоноситель, вода, граничные условия первого рода
Стр:  1134

О ВЫБОРЕ ТОЧКИ ВВОДА РАЗДЕЛЯЕМОЙ СМЕСИ В КОЛОННУ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ
Рассмотрена задача о выборе точки ввода разделяемой смеси в колонну многокомпонентной ректификации по условию минимума диссипации при смешении потоков флегмы и смеси. Найдена оценка для минимального производства энтропии при смешении. Показано, как влияет необратимость процесса смешения в точке ввода на область допустимых режимов колонны. Предложен алгоритм расчета профиля концентраций компонентов смеси по высоте колонны.  
Автор:  А. И. Балунов, И. А. Сукин, А. М. Цирлин
Ключевые слова:  ректификация, оптимизационная термодинамика, производство энтропии, точка ввода разделяемой смеси, диссипация
Стр:  1146

ФОРМИРОВАНИЕ МОНО- И УЗКОДИСПЕРСНЫХ АНСАМБЛЕЙ КАПЕЛЬ ВОДНО-ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ В ПАРАХ ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ
Рассмотрено равновесное состояние капель раствора, формирующихся в парах летучих компонентов. Приведен критерий равновесия капель раствора с парами летучих органических соединений, на основе которого даны количественные оценки размеров капель в зависимости от парциального давления компонентов. В соответствии с термодинамическим описанием размер капель однозначно определен составом газовой среды. Сопоставлено равновесное состояние (радиус и концентрация) капель идеальных и реальных бинарных растворов при одинаковом составе газовой среды. Показано, что размер капель реальных растворов с положительным отклонением от идеальности превышает размер капель идеального раствора, а размер капель реальных растворов с отрицательным отклонением от идеальности меньше, чем у идеального раствора. Описанные закономерности проиллюстрированы микроскопическими фотографиями, демонстрирующими формирование ансамбля вторичных капель  
Автор:  В. Б. Федосеев, Е. Н. Федосеева
Ключевые слова:  дисперсная система, равновесие жидкость–пар, капли, идеальный и реальный растворы, размерный эффект, конденсация, испарение
Стр:  1154

ТЕПЛОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КУСТА ГАЗОДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН С МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫМИ ПОРОДАМИ НАИБОЛЕЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ
Приведены результаты вычислительного эксперимента по определению теплового воздействия куста газодобывающих скважин на многолетнемерзлые породы для условий четырех месторождений Центральной Якутии — Средневилюйского, Среднетюнгского, Соболох-Ниджилинского и Толон-Мастахского. Соответствующая математическая задача решается в сопряженной постановке. При этом процесс оттаивания многолетнемерзлых пород описывается в рамках трехмерной задачи Стефана, а движение реального газа в скважинах — в рамках трубной гидравлики. Использованы реальные данные термокаротажа, пластовых давления и температуры, дебита, состава газа, теплофизических свойств горных пород. Вычислено оттаивание мерзлых пород в зависимости от глубины и времени, а также рассчитаны моменты времени смыкания таликовых зон соседних скважин.  
Автор:  В. А. Иванов, И. И. Рожин
Ключевые слова:  многолетнемерзлые породы, куст газовых скважин, задача Стефана, математическое моделирование
Стр:  1162

ГЕНЕРАЦИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО АЭРОЗОЛЯ В КАВИТАЦИОННОМ РЕЖИМЕ
Рассматривается задача распыления мелкодисперсных аэрозолей с помощью распылителей специальных конструкций, реализующих режим кавитации. Проведено исследование образования мелкодисперсного аэрозоля с использованием модели импульсного распылителя, использующего энергию ВЭМ, и модели распылителя со специальной насадкой для создания встречных потоков. Для этих распылителей показана роль кавитации в получении мелкодисперсного жидкостного аэрозоля. Предложена математическая модель, описывающая процессы генезиса аэрозольного облака. Получены оценки критического давления для развития кавитации, скорости истечения, результирующих размеров капель в зависимости от геометрических параметров распылителей, давления в конструкции, физико-химических свойств жидкости. Экспериментальные исследования дисперсности и концентрации аэрозольных частиц проводились с помощью оптических методов измерений. Представлены результаты измерений дисперсных параметров аэрозоля в процессе кавитационного распыления жидкостей.  
Автор:  О. Б. Кудряшова, Е. В. Муравлев, Б. И. Ворожцов
Ключевые слова:  кавитация, мелкодисперсный аэрозоль, импульсный распылитель, арочная насадка
Стр:  1178

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ В СОПРЯЖЕННОЙ СИСТЕМЕ ПЛАСТ–СКВАЖИНА
Построена интегральная математическая модель процесса нестационарной фильтрации газожидкостной смеси и даны решения полученных связанных уравнений. Полученная аналитическая формула позволяет определить динамику давления на забое скважины и продуктивность пласта в зависимости от параметров системы  
Автор:  Э. М. Аббасов, Т. С. Кенгерли, Н. Р. Абдуллаева
Ключевые слова:  интегральная модель, сопряженная система, дифференциальные уравнения, фильтрация, преобразование Лапласа, оригинал, жидкость
Стр:  1188

ВОЛНЫ РИМАНА И УДАРНЫЕ ВОЛНЫ В ПОРИСТОЙ ЖИДКОНАСЫЩЕННОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИ НЕЛИНЕЙНОЙ СРЕДЕ
В рамках классической теории Био рассматривается распространение плоских продольных волн в пористой жидконасыщенной среде с учетом нелинейной связи между деформациями и перемещениями твердой фазы. Показано, что математическая модель, учитывающая геометрическую нелинейность скелета среды, может быть сведена к системе эволюционных уравнений относительно смещений скелета среды и жидкости в порах. Система эволюционных уравнений, в свою очередь, в зависимости от наличия вязкости, сводится к уравнению простой волны или уравнению, внешне напоминающему уравнение Бюргерса. Решение уравнения Римана получено для колоколообразного начального профиля, показано характерное опрокидывание волны. Во втором случае решение найдено в виде стационарной ударной волны, имеющей профиль несимметричного кинка. Установлена связь амплитуды и ширины фронта ударной волны. Отмечено, что поведение нелинейных волн в таких средах отличается от стандартного, характерного для диссипативных недиспергирующих сред, распространение волн в которых описывается классическим уравнением Бюргерса.  
Автор:  В. И. Ерофеев, А. В. Леонтьева
Ключевые слова:  пористая среда (среда Био), геометрическая нелинейность, эволюционное уравнение, волна Римана, обобщенное уравнение Бюргерса, стационарная ударная волна
Стр:  1197

О ВЛИЯНИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РАСПОЛОЖЕНИЯ ЦИЛИНДРОВ РОТОРНОГО АППАРАТА НА НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЕГО РАБОТЫ
Выполнены теоретические и экспериментальные исследования по определению влияния геометрических параметров рабочих органов многоцилиндрового роторного аппарата, режимных параметров обработки и расхода обрабатываемой среды на дисперсный состав капель эмульсий, формируемых в радиальном зазоре между цилиндрами ротора и статора. Установлено, что диссипация мощности в радиальном зазоре аппарата в значительной мере зависит как от порядка размещения цилиндров рабочих органов аппарата, так и от расхода обрабатываемой среды. Наибольшая эффективность процесса эмульгирования в роторном аппарате достигается при условии, когда профиль окружной скорости имеет значительную кривизну вблизи поверхности ротора. Установлено, что получению такого профиля способствует увеличение расхода обрабатываемой среды через аппарат в случае, если внутренним цилиндром в паре "ротор–статор" является цилиндр статора, и наоборот — снижение расхода, если внутренним цилиндром является цилиндр ротора.  
Автор:  А. А. Кухленко, М. С. Василишин
Ключевые слова:  роторный аппарат, эмульгирование, течение в зазоре, диссипация мощности, диаметр капель
Стр:  1204

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В РЕАГИРУЮЩИХ СКВАЖИНАХ ПРИ ГИДРОПРОСЛУШИВАНИИ ПЛАСТОВ
При использовании метода гидропрослушивания пластов в возмущающей скважине путем изменения режима ее работы создается импульс давления, распространяющийся по пласту и регистрируемый в реагирующей скважине. По результатам обработки получаемой зависимости давления в стволе скважины от времени, отождествляемой с зависимостью пластового давления от времени в точке расположения реагирующей скважины, путем сопоставления с определенными аналитическими соотношения определяются параметры пласта. Учитывается то обстоятельство, что давление в стволе реагирующей скважины следует за изменением пластового давления в окрестности реагирующей скважины с некоторым запаздыванием, обусловленным процессами фильтрационного массообмена жидкостью между стволом скважины и ее призабойной зоной. Математический анализ этого процесса массообмена, представленный в работе, показывает, что время запаздывания может составлять 4–5 часов и более в зависимости от параметров пласта и пластового флюида, что обусловливает заметное различие между кривыми давления в стволе реагирующей скважины и пластовым давлением. В работе получено аналитическое выражение времени запаздывания, позволяющее корректно воспроизводить зависимость пластового давления от времени и, соответственно, повысить достоверность данных анализа результатов гидропрослушивания пластов.  
Автор:  А. М. Свалов
Ключевые слова:  гидропрослушивание пластов, параметры пласта, реагирующая скважина, время запаздывания, пластовое давление
Стр:  1216

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАЗОСТРУЙНОГО СТЕРЖНЕВОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ С ДОЗВУКОВОЙ СТРУЕЙ
Рассматривается схема газоструйного стержневого излучателя гартмановского типа с дозвуковой струей и схема измерения его акустических параметров. В этом излучателе, в отличие от генератора Гартмана, используется не цилиндрическая, а кольцевая струя, движущаяся вдоль тонкого круглого цилиндра (стержня), расположенного на оси сопла излучателя. Проведено параметрическое исследование характеристик газодинамических и акустических процессов, возникающих в трубной полости газоструйного стержневого излучателя при взаимодействии дозвуковой струи газа с этой полостью, и рассмотрена нестационарная структура течения внутри резонатора излучателя. Даны рекомендации по выбору схем излучателей с учетом их практической реализации  
Автор:  К. Н. Волков, В. Н. Емельянов, А. В. Ефремов, А. И. Цветков
Ключевые слова:  газоструйный излучатель, эффект Гартмана, акустика, дозвуковая струя, генерация звука, амплитудно-частотные характеристики
Стр:  1220

ДИНАМИКА ДЕТОНАЦИОННЫХ ВОЛН В ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КАНАЛАХ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ
Пузырьковая жидкость с горючей смесью газов является взрывчатым веществом, в котором при воздействии импульсом давления около 10–20 атмосфер может возникать детонационная волна с амплитудой до 100 атмосфер. Массовая калорийность такого взрывчатого вещества на шесть и более порядков ниже, чем обычных твердых, жидких и газообразных взрывчатых материалов. Кроме того, в горючих жидкостях, содержащих завесы с паровоздушными пузырьками, резкие толчки при транспортировке могут способствовать образованию детонационных волн, приводящих к аварийным ситуациям. Поэтому изучение детонационных волн в пузырьковых средах интересно как с точки зрения обеспечения взрывобезопасности, так и с точки зрения проблемы передачи информации в жидкости в виде волн. В данной работе численно исследуется распространение детонационных волн в цилиндрическом канале с внезапным расширением, заполненном пузырьковой жидкостью. Анализируются возможные сценарии динамики детонационных волн после их перехода в расширяющуюся часть канала. Установлено влияние объемного содержания горючего газа и геометрических параметров канала на распространение и срыв детонационной волны. Показано, что возможны два режима распространения детонации при переходе детонационной волны в расширяющуюся зону: непрерывное распространение детонации и срыв детонации.  
Автор:  И. К. Гималтдинов, Е. Ю. Кочанова
Ключевые слова:  пузырьковая жидкость, волны, двумерность, срыв детонации, канал сложной формы
Стр:  1233

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЯ СКОРОСТИ И ДАВЛЕНИЯ ВНУТРИ ПОЛУСФЕРИЧЕСКОГО ЛУНОЧНОГО ГЕНЕРАТОРА ВИХРЕЙ
Представлены результаты экспериментальных исследований пространственно-временных характеристик полей скорости течения и давления внутри полусферической лунки на плоской поверхности. Установлены особенности формирования и развития вихревых структур внутри лунки и их взаимодействия с обтекаемой поверхностью лунки и пограничным слоем. Получены интегральные, спектральные и корреляционные характеристики поля пульсаций скорости течения в лунке и полей динамического и пристеночного давлений в ней. Определены скорости и направления переноса крупномасштабных вихревых структур внутри лунки. Установлены частоты вращения крупномасштабных вихрей в лунке, выбросов этих вихрей из лунки, осцилляций вихревого течения внутри лунки и автоколебаний вихревых структур сдвигового слоя, а также субгармоники и гармоники высших порядков этих частот  
Автор:  В. А. Воскобойник, А. А. Воскобойник, В. Н. Турик, А. В. Воскобойник
Ключевые слова:  полусферическая лунка, вихревая структура, поля скорости и давления
Стр:  1248

ДИНАМИКА ВСПЛЫТИЯ ПУЗЫРЬКОВОГО КЛАСТЕРА
Представлены результаты экспериментального исследования всплытия кластера пузырьков воздуха в вязкой жидкости оптическим методом. Разработана установка для формирования компактного кластера монодисперсных пузырьков с заданными диаметром и объемной концентрацией. Показано, что скорость всплытия кластера пузырьков выше скорости всплытия одиночного пузырька и зависит от их количества, диаметра и расстояния между пузырьками. Получена эмпирическая зависимость коэффициента сопротивления кластера пузырьков воздуха, всплывающего в глицерине, от числа Рейнольдса.  
Автор:  В. А. Архипов, С. А. Басалаев, К. Г. Перфильева, А. С. Усанина
Ключевые слова:  пузырьковый кластер, коэффициент сопротивления, оптический метод, экспериментальное исследование
Стр:  1243

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ И РАЗРУШЕНИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ БОМБ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ИЗВЕРЖЕНИИ ПОДВОДНЫХ ВУЛКАНОВ
Проведены теоретические исследования динамики и разрушения магматических бомб, образующихся при извержении подводных вулканов. Использованы методы механики сплошной среды для математического моделирования динамики и разрушения исследуемых объектов. При этом предполагалось, что механическое поведение материала магматической бомбы подчиняется закону линейно-упругого деформирования твердого тела.  
Автор:  В. А. Андрущенко, В. А. Головешкин, И. В. Мурашкин, Н. Н. Холин
Ключевые слова:  извержение подводного вулкана, магматическая бомба, математическое моделирование, линейная упругость, разрушение
Стр:  1265

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТРУБ С РАВНОМЕРНОЙ СПЛОШНОЙ ШЕРОХОВАТОСТЬЮ В ВИДЕ МЕТРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ РАЗЛИЧНОГО ПРОФИЛЯ И ВСТАВЛЕННОЙ СКРУЧЕННОЙ ЛЕНТОЙ
Приведены результаты экспериментального исследования гидравлического сопротивления труб с нарезанной внутри метрической резьбой треугольного, прямоугольного и скругленного профилей с высотой выступа от 0.25 до 1.25 мм при течении воздуха и со вставленной скрученной лентой. Степень закрутки изменялась в диапазоне от 2.5 до 7. Получен большой массив данных по гидравлическому сопротивлению труб с метрической резьбой различного профиля и вставленной скрученной лентой. Проанализировано влияние на гидравлическое сопротивление числа Рейнольдса Re, степени закрутки и относительной высоты шероховатости при ламинарном и турбулентном с макровихрями режимами течения закрученного потока. Получены обобщающие зависимости для расчета коэффициента гидравлического сопротивления труб с треугольным профилем в зависимости от степени закрутки и относительной высоты шероховатости при Re = 3000–80 000.  
Автор:  А. В. Злобин, С. Э. Тарасевич
Ключевые слова:  гидравлическое сопротивление, метрическая резьба, шероховатость, закрутка потока, скрученная лента
Стр:  1271

ОЦЕНКА СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА
Представлены физико-химические свойства исследуемой многокомпонентной дисперсной системы — газового конденсата. Определены структурно-механические характеристики образца и фазовые переходы, возникающие при понижении температуры перекачки при пусковом и установившемся режимах течения. Определены значения энергии активации вязкого течения на участках температур, соответствующих жидкому и квазижидкому типам. Получены оптимальные значения температур для транспортировки газового конденсата на участке конденсатопровода "Уренгой−Пурпе" с учетом режима течения.  
Автор:  А. А. Бойцова, С. В. Строкин
Ключевые слова:  реология, газовый конденсат, структурно-механические свойства, фазовый переход, энергия активации вязкого течения, режим течения
Стр:  1349

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ БИОМАТЕРИАЛОВ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ, ВЛАЖНОСТИ И ДАВЛЕНИЯ
Описан новый метод определения кинетических коэффициентов для потенциалов температуры, влажности и давления на основе экспериментальных данных кривой сушки капиллярно-пористых тел. Этот метод включает: численное моделирование для задачи расчета потенциалов переноса температуры, влаги и давления в процессе сушки, основанный на процедуре использования метода конечных элементов в сочетании с пошаговым конечно-разностным методом для системы дифференциальных уравнений в частных производных и формулировку обратной задачи в виде минимизации квадрата функции невязок от полученной экспериментальной кривой потенциала влажности. На основе этого метода были найдены уточненные коэффициенты кинетических потенциалов для многих материалов после обработки импульсным электрическим полем и восстановлены кривые зависимостей потенциалов температуры и давления, которые не наблюдались в эксперименте. Представленный подход является весьма полезным для изучения механизма процесса сушки с предварительной обработкой импульсным электрическим полем и объяснения возникающих эффектов, а уточненные кинетические коэффициенты на основе экспериментальных данных способствуют обоснованию процессов, протекающих в объекте сушки.  
Автор:  И. А. Шорсткий, В. С. Косачев, Е. П. Кошевой
Ключевые слова:  кинетический коэффициент, обратная задача, тепломассоперенос, сушка, потенциал, численное моделирование, импульсное электрическое поле
Стр:  1330

К ЧИСЛЕННОМУ РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ О НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ ТЕРМОУПРУГИХ ФИЗИЧЕСКИ ОРТОТРОПНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК
Для исследования напряженно-деформированного состояния термоупругих анизотропных цилиндрических оболочек исходная система девятнадцати дифференциальных уравнений восьмого порядка в частных производных общей теории оболочек преобразуется в систему восьми дифференциальных уравнений первого порядка. Численную реализацию предлагается проводить методом ортогональной прогонки. Приводятся числовые результаты для случая перепада температуры по толщине оболочки.  
Автор:  Б. В. Нерубайло
Ключевые слова:  термоупругие напряжения, тепловыделяющая сборка, ортотропный, гильза-оболочка, метод прогонки, система дифференциальных уравнений, ряд Фурье
Стр:  248

ВЛИЯНИЕ КАВИТАЦИИ НА РАБОТУ УЛОВИТЕЛЕЙ ДИСПЕРГИРОВАННОЙ ПЕЛЕНЫ БЕСКАРКАСНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛООТВОДА В КОСМОСЕ
Рассмотрено влияние кавитационных процессов на работу уловителей капель бескаркасных систем теплоотвода в космосе. Обоснована низкая кавитационная устойчивость уловителей центробежного типа. Создана методика расчета расходных характеристик ленточно-роторного уловителя капель. Проведено сопоставление результатов численного расчета с экспериментально полученными характеристиками
функционирования таких устройств.  
Автор:  А. А. Коротеев, А. А. Сафронов, Н. А. Сафронова, Н. И. Филатов, А. Л. Григорьев
Ключевые слова:  уловитель капель, диспергированная пелена, капельный холодильник-излучатель.
Стр:  1361

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ В ПЛОСКОМ ГОРИЗОНТАЛЬНОМ КАНАЛЕ ПРИ ЛАМИНАРНОМ ДВИЖЕНИИ МАЛОКОНЦЕНТРИРОВАННОЙ СУСПЕНЗИИ
Сформулирована задача гравитационного расслоения и образования осадка монодисперсной малоконцентрированной в гидродинамическом смысле взвеси твердых частиц, не участвующих в броуновской диффузии и движущихся в горизонтальном плоском канале при ламинарном течении ньютоновской дисперсионной фазы. Решение начально-краевой задачи для дифференциального уравнения в частных производных первого порядка получено в аналитическом виде применением одностороннего интегрального преобразования Лапласа по аксиальной координате. С использованием принципа суперпозиции концентрационных полей фракций решение обобщено на случай полидисперсной взвеси с произвольной функцией плотности распределения частиц по размерам. Приведена оценка точности физической линеаризации при замене ламинарного течения несущей среды режимом идеального вытеснения. Сравнительный анализ вычислительных экспериментов с классическими опытными данными для широкого диапазона седиментационного числа Рейнольдса показал корректность предложенного подхода.  
Автор:  А. В. Ряжских
Ключевые слова:  концентрационное поле, суспензия, ламинарное течение, плоский канал
Стр:  1375

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОАГУЛЯЦИИ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ УЛЬТРАЗВУКОВЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ НА ГАЗОДИСПЕРСНЫЕ ПОТОКИ В ИНЕРЦИОННЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯХ
Представлены результаты экспериментальных исследований процесса ультразвуковой коагуляции дисперсных частиц в закрученном потоке. Исследования проведены с помощью предложенного и разработанного экспериментального стенда, реализующего двухстадийную очистку от тонкодисперсных частиц. На первой стадии (агломерация) обеспечивается формирование закрученного потока и предварительная ультразвуковая коагуляция тонкодисперсных частиц. На второй стадии при помощи циклона достигается высокоэффективное улавливание предварительно сформированных на первой стадии агломератов частиц. В результате экспериментальных исследований установлена перспективность применения двухстадийной очистки от тонкодисперсных частиц и выявлены оптимальные условия ультразвукового воздействия на закрученный газодисперсный поток, обеспечивающие укрупнение частиц в наиболее опасном для человека диапазоне размеров частиц PM2.5 до 4.5 раз.    
Автор:  В. Н. Хмелев, В. А. Нестеров, А. В. Шалунов
Ключевые слова:  ультразвук, газоочистка, коагуляция, акустическое поле, фракционная эффективность.
Стр:  1385

ЦИФРОВАЯ СИМУЛЯЦИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЙ ДОБАВКУ БОР–АЛЮМИНИЙ В КАЧЕСТВЕ ГОРЮЧЕГО
Проведено численное моделирование течения продуктов сгорания топлива, содержащего присадку бор–алюминий, в сопле твердотопливного ракетного двигателя. Показано преимущество бор–алюминия по сравнению с алюминием при использовании в смесевых твердых топливах.  
Автор:  Н. Н. Дьяченко, Е. Н. Дьяченко
Ключевые слова:  двухфазное течение, полидисперсный ансамбль частиц, двухфазные потери, удельный импульс
Стр:  1397

ФИЛЬТРАЦИОННОЕ ПОЛЕ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ВЫСОКОАМПЛИТУДНЫХ ВОЗМУЩЕНИЯХ
Исследовано поле давления при фильтрации слабосжимаемого флюида в однородной изотропной сжимаемой среде при высокоамплитудных возмущениях. Уравнение, используемое при постановке задачи, является нелинейным: плотности пористой среды и насыщающего флюида полагаются зависящими от искомой функции. При этом использован установленный факт, заключающийся в том, что зависимости плотностей жидкости и материала скелета от давления с высокой точностью аппроксимируются линейной функцией. Рассматривается одномерная плоская горизонтальная фильтрация. Пористость и проницаемость пористой среды, а также вязкость фильтрующейся среды считаются постоянными. Решение задачи найдено с использованием асимптотических разложений, где в качестве малого параметра выступает сомножитель при коэффициенте сжимаемости жидкости. Найдены аналитические выражения для нулевого и первого коэффициентов разложения. Показано, что нулевой коэффициент разложения может быть использован для исследования эволюции поля давления несжимаемой жидкости, в то время как выражение для первого коэффициента содержит информацию о вкладе нелинейности, обусловленной сжимаемостью флюида. Определены значения нулевого и первого остаточных членов. Доказано, что нулевой и первый остаточные члены содержат слагаемые только более высоких порядков по параметру асимптотического разложения, т. е. выполняется соответствующее требование асимптотичности выражений нулевого и первого коэффициентов. На основе вычислительного эксперимента установлены закономерности зависимости вклада исследуемой нелинейности от времени и пространственной координаты  
Автор:  А. И. Филиппов, А. А. Ковальский, О. В. Ахметова
Ключевые слова:  нелинейное уравнение, фильтрация, давление, асимптотическое разложение
Стр:  1403

ФИЛЬТРАЦИЯ К ВЕРТИКАЛЬНОЙ СКВАЖИНЕ ИЗ ПЛАСТА, ПОДВЕРЖЕННОГО ГРП, В СЛУЧАЕ КОРОТКИХ ТРЕЩИН
Рассмотрена задача о выходе процесса функционирования скважины на стационарный режим при постоянном перепаде давления между забойным и пластовыми значениями, а также при постоянном дебите. Принято, что в трещине, образованной после проведения гидроразрыва пласта и находящейся внутри контура питания скважины, реализуется однородное давление, т. е. характерные времена функционирования скважины значительно превышают периоды, за которые возмущения от скважины охватывают всю трещину. Приведены соответствующие оценки для этих характерных периодов, зависящих от фильтрационных и геометрических параметров трещины, пласта, а также от свойств флюида. Построены точные и приближенные аналитические решения, описывающие фильтрационные течения в системе "скважина–трещина–пласт", позволяющие определить эволюцию давления, дебит скважины, динамику выхода функционирования скважины на стационарный режим. Получены формулы, определяющие дебит скважины (аналоги формулы Дюпюи). Предложены критические условия для протяженности трещины и радиуса контура питания, когда гидроразрыв пласта приводит к существенному повышению дебита скважины при установившемся режиме.  
Автор:  В. Ш. Шагапов, И. Р. Хамидуллин, З. М. Нагаева
Ключевые слова:  гидроразрыв пласта, скважина, трещина, фильтрация, распределение давления, дебит, интегро-дифференциальное уравнение
Стр:  1414

РАЗВИТЫЙ РЕЖИМ ДВИЖЕНИЯ В ТРЕЩИНЕ ГРП В СРЕДЕ С ДВОЙНОЙ ПОРИСТОСТЬЮ
Исследуется двумерная связанная задача о медленных движениях жидкости в трещине гидроразрыва пласта и о вызванных этими движениями деформациях и фильтрации в пороупругой среде с двойной пористостью, которая имеет две составляющие — это собственно пористость и трещиноватость. Движения создаются закачкой жидкости в скважину. Течение внутри трещины описывается уравнениями гидродинамики в гидростатическом приближении. Устанавливается некоторая упорядоченная последовательность взаимозависимых геомеханических процессов, происходящих при гидроразрыве. В основном пространстве, окружающем трещину, движение жидкости происходит в пористой составляющей двухфазной среды. В пограничном слое имеют место смешанные процессы: наряду с движением жидкости по трещинам происходит переток ее из трещин в поры. Эти эффекты исследуются в первом приближении по некоторому малому параметру, которым является относительное время. В отличие от известной классической задачи с двойной пористостью в данном случае строго решается указанная задача с учетом упругих деформаций скелета. Фактически данная статья является продолжением предыдущей работы автора в аналогичной постановке в нулевом приближении, в которой пограничный слой является тривиальным и сводится к пограничном слою в среде с обычной пористостью. Приводятся примеры решения конкретных задач.  
Автор:  А. В. Каракин
Ключевые слова:  трещиноватость, пористость, пороупругость, двойная пористость, трещина гидроразрыва.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ДВУЧЛЕННОМ ЗАКОНЕ ФИЛЬТРАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНОГО ГРАДИЕНТА
Гидравлическое сопротивление и число Рейнольдса являются важными параметрами течения, в связи с чем их определение необходимо при расчете и моделировании гидродинамического течения. В настоящей работе даются формулы для определения числа Рейнольдса и гидравлического сопротивления при двучленном законе фильтрации углеводородов в пористой среде с учетом влияния начального градиента, а также получена формула скорости в зависимости от этих параметров.  
Автор:  Т. Ш. Салаватов, И. Р. Гасанов
Ключевые слова:  гидравлическое сопротивление, число Рейнольдса, двучленный закон фильтрации, начальный градиент
Стр:  1439

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ МАТЕРИАЛОВ С УЧЕТОМ ИХ УСАДКИ
Обсуждены физические закономерности внутреннего массопереноса при сушке коллоидных капиллярно-пористых тел, который характеризуются тем, что помимо явления массопроводности (диффузии влаги) в неподвижной системе координат наблюдается перенос влаги матрицей материала вследствие его усадки. Применительно к данному случаю для тела в форме неограниченной пластины, высушиваемой симметрично с обеих поверхностей, записана математическая модель, описывающая массопроводность и конвективный перенос влаги в теле. Последний зависит от координаты, нормальной к поверхности пластины: он максимален у поверхности пластины, а в ее центральной плоскости равен нулю. Сформулирована задача, описывающая процесс симметричной сушки неограниченной пластины на основе уравнения конвективной диффузии при равномерном начальном распределении концентрации и граничном условии массообмена третьего рода. Отмечено, что сформулированная задача может быть решена численными методами. Для анализа степени влияния конвективной составляющей на внутренний массоперенос получено аналитическое решение задачи при постоянных параметрах процесса. По полученному решению выполнены расчеты изменения среднеобъемной относительной концентрации в зависимости от числа Fom для внутренней задачи (Fom = 100) и смешанно-диффузионной (Fom = 10). Показано, что максимальный эффект влияния конвективной составляющей наблюдается для внутридиффузионной задачи  
Автор:  С. П. Рудобашта, Э. М. Карташов, Г. А. Зуева
Ключевые слова:  конвективная сушка, массопроводность, усадка, кинетический расчет, пластина
Стр:  1446

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СЛОЙ ПОЧВЫ ПРИ ИНЕРТНОМ ПРОГРЕВЕ
Рассматривается типичный пористый материал, обогащенный органикой — почва. Исследование тепловых режимов таких материалов при высокотемпературном воздействии важно для решения задач экологии и охраны окружающей среды, а также сельского хозяйства. Многими авторами установлено, что тепловое воздействие на приповерхностный слой почвы может оказывать негативное воздействие как на саму почву, так и на дальнейшее развитие травостоев и древостоев. Необходима разработка систем геомониторинга, учитывающих теплофизические процессы в слое почвы на уровне математических моделей. Для верификации таких моделей требуется проведение экспериментов. В настоящей работе предлагается экспериментальная установка для физического моделирования процессов теплопереноса в слое типичной почвы при воздействии повышенной температуры, источником которой является инертный нагреватель. В слое почвы на разной глубине установлен набор термопар. Представлены типичные кривые, демонстрирующие температурные зависимости на разной глубине слоя по времени, и результаты анализа температурных зависимостей.  
Автор:  Н. В. Барановский, В. И. Максимов, А. С. Разва, А. В. Базаров
Ключевые слова:  почва, лесной пожар, инертный прогрев, воздействие, эксперимент, температурная крива
Стр:  1455

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕЖФАЗНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Получено новое уравнение для вычисления равновесного краевого угла смачивания на основе капиллярной постоянной, вычисленной по форме реальной капли жидкости на твердой поверхности. Экспериментально определена величина поверхностного натяжения жидкости по геометрическим параметрам жидкой капли на твердой поверхности. Предложенные уравнения позволяют без влияния гравитационного эффекта и гистерезисных явлений определить равновесный краевой угол смачивания поверхности твердого тела c термодинамическими параметрами s_ж–г, s_т–ж и s_т–г на границе раздела трех фаз: твердое тело– жидкость–газ.  
Автор:  В. М. Гасанов
Ключевые слова:  равновесный краевой угол смачивания, капиллярная постоянная, поверхностная энергия твердой фазы, межфазная поверхностная энергия
Стр:  1461

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ КАПЕЛЬ РАСПЛАВА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПОРОШКА
Рассмотрены вопросы разработки математических моделей управления технологическими процессами получения порошков металлов из расплавов и их оптимизации. Выполнено численное моделирование затвердевания капель расплава в турбулентной струе холодного газа с использованием комплексной математической модели, результаты которого использованы для оценки влияния различных факторов на параметры полета капли расплава в газовом потоке до момента ее затвердевания.  
Автор:  К. Н. Волков, В. Н. Емельянов
Ключевые слова:  плазменная технология, капля, расплав, порошок, численное моделирование
Стр:  1465

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ И СПОСОБА КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДВУХФАЗОВОЙ ПАРОВОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ЕЕ ТЕЧЕНИИ В КАНАЛЕ
Показана широкая область применения пара в теплоэнергетике. В связи с этим актуальным остается вопрос сохранения и контроля сухости пара при его транспортировке по паропроводам. Выполнены достаточно подробные теоретические исследования параметров пара при его течении в трубе. Проведен сравнительный анализ эпюр скорости и температуры пара в зависимости от определенных параметров потока и принятых приближений. Все расчеты доведены до количественных результатов. В результате выполненного анализа показано, что неопределенность точных значений некоторых величин не играет принципиальной роли в общих закономерностях образования капельной жидкости. В результате численных исследований кинетики конденсации пара определены удельный объем и плотность капельного конденсата по сечению трубы. Полученные результаты и предложенный методический подход по определению параметров пара были использованы при разработке и дальнейшем совершенствовании устройства по измерению сухости пара, оригинальная конструкция которого была предложена ранее одним из авторов. В работе приведены функциональная схема и макет мерного узла измерителя.  
Автор:  Б. Ю. Каплан, Е. Л. Ступицкий
Ключевые слова:  трубопровод, сухость пара, конденсат, кинетика, контроль сухости пара, температура пара, скорость пара
Стр:  1477

О МЕХАНИЗМЕ ДЕТОНАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННOГО КРЕМНИЯ С ТВЕРДОФАЗНЫМ ОКИСЛИТЕЛЕМ
Предложен физический механизм детонационного горения наноструктурированного кремния с твердофазным окислителем при скорости движения фронта горения 1000–3000 м/с. Рассчитаны термодинамические характеристики горения модельных твердофазных смесей кремний–перхлорат аммония с разными эквивалентными соотношениями их компонентов при разных давлениях. Установлено, что характерной чертой детонационного горения наноструктурированного кремния с твердофазным окислителем является стационарная скорость движения фронта детонации со значительным дефицитом (10–50%) относительно скорости детонации Чепмена–Жуге. Определены детонационный (сверхзвуковой) и дозвуковой режимы горения наноструктурированного кремния с твердофазным окислителем.  
Автор:  П. Н. Кривошеев, В. Н. Миронов, О. Г. Пенязьков, С. И. Футько
Ключевые слова:  детонационное горение, наноструктурированный кремний, твердофазный окислитель, газовзвесь частиц, перхлораты аммония и натрия, детонация Чепмена–Жуге, математическое моделирование
Стр:  1492

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ И УСЛОВИЙ ВОЗБУЖДЕНИЯ ВИБРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ
Получены экспериментальные характеристики автоколебательного процесса вибрационного горения твердого топлива. В результате анализа полученных диаграмм амплитудных и частотных характеристик автоколебательного процесса вибрационного горения твердого топлива в зависимости от положения зоны горения в трубе Рийке, структуры топлива и способов загрузки сделано следующее предположение. При вибрационном горении твердого топлива сосуществуют два типа процессов. Для основных гармоник колебательного процесса низкой частоты — известный в литературе "энергетический" подход, для гармоник более высокой частоты — вихревой механизм. Разработаны и применены методы экспериментальной верификации этого предположения. Результаты опытов подтверждают предложенную физическую модель вибрационного горения твердого топлива. Разработана теоретическая расчетная методика развития вибрационного горения. Проведено теоретическое исследование движения волны горения при стохастических параметрах процесса тепловыделения.  
Автор:  О. Г. Стоник, В. Д. Гешеле, С. А. Ковалев
Ключевые слова:  вибрационное горение, автоколебание, акустическое излучение, воспламенение, интенсивность горения, амплитуда, частота, твердое топливо
Стр:  1502

ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ПОДАЧИ ВОДЫ В ЗОНУ ЛЕСНОГО ПОЖАРА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЕГО ТУШЕНИЯ
Приведены результаты экспериментальных исследований эффективности подавления горения и термического разложения лесных горючих материалов путем локального сброса массивов воды в зону лесного пожара, мелкодисперсного распыления воды над этой зоной и создания водяной завесы по ее периметру. Проанализированы особенности каждого из этих способов. Продемонстрированы преимущества комбинированного способа тушения лесного пожара, включающего распределенную во времени и пространстве подачу аэрозоля в его очаг.  
Автор:  Г. В. Кузнецов, А. О. Жданова, П. А. Стрижак, Ю. К. Атрошенко
Ключевые слова:  лесной горючий материал, лесной пожар, пожаротушение, водяной аэрозоль, водный массив
Стр:  1513

ТЕХНИЧЕСКИЙ УГЛЕРОД ИЗ ПРОДУКТОВ ТЕРМОЛИЗА ИЗНОШЕННЫХ ШИН
На основании исследований процесса парового термолиза изношенных шин обоснована возможность получения из продуктов термолиза высокосортного технического углерода и других ингредиентов для производства резины. Показана эффективность применения композиционных смесей жидких и твердых продуктов термолиза шин в качестве сырья для получения технического углерода.  
Автор:  Г. И. Журавский
Ключевые слова:  паровой термолиз, изношенные шины, композиционная смесь, технический углерод, технологическая схема
Стр:  1523

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТЕРМОКИНЕТИКИ ТЕПЛОВОГО РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ
Развита обобщенная теория термокинетики процесса теплового разрушения полимерных материалов с позиции кинетической термофлуктуационной концепции на основе объединения ряда самостоятельных подходов, а именно: структурно-кинетического (для описания элементарных актов процесса разрушения), механического (для описания локального напряжения в вершине трещины), термодинамического (для расчета величины безопасного напряжения). В основе развитых модельных представлений используются экспериментальные данные о накоплении нарушений в нагруженных образцах; силовом возмущении и разрыве связей в окрестности вершины трещины; по субмикроскопическим трещинам и их характеристикам; фрактографическим исследованиям поверхности разрыва; кинетики роста магистральной трещины. Приводится обобщенная формула скорости роста трещины, рассчитан тензор напряжений в вершине трещины в условиях механического и теплового нагружений, рассчитаны основные параметры и предельные характеристики при механическом и тепловом нагружении полимерного образца, предложено теоретическое соотношение временной зависимости прочности при чисто тепловом нагружении в полном интервале тепловых нагрузок от безопасной до критической и на стадии атермического роста трещины. Приведены числовые эксперименты.   
Автор:  Э. М. Карташов
Ключевые слова:  временная зависимость прочности, кривая долговечности, полный интервал тепловых нагрузок, безопасные, критические и предельные характеристики, параметры процесса теплового разрушения
Стр:  1529

НЕСТАЦИОНАРНАЯ ЗАДАЧА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ДЛЯ ПОЛУПРОСТРАНСТВА С МНОГОСЛОЙНЫМ ПОКРЫТИЕМ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ ИЗМЕНЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
С использованием интегрального преобразования Лапласа и обобщенных граничных условий получено аналитическое решение одномерной нестационарной задачи теплопроводности для полупространства с многослойным покрытием при кусочно-однородном изменении температуры внешней среды. Проведено исследование и выявлены закономерности протекания тепловых процессов в теле и покрытии при термоциклировании  
Автор:  В. А. Шевчук, А. П. Гаврись
Ключевые слова:  теплопроводность, полупространство, многослойное покрытие, обобщенные граничные условия, термоциклирование
Стр:  1543

КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ. 2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ СООТНОШЕНИЙ: ПЛАСТИНА, ЦИЛИНДР, ШАР
На примере рассмотрения задачи Штурма–Лиувилля для функции V y( ), определяемой в области Ωy∈ [0, 1]  и отвечающей задачам нестационарной теплопроводности в протяженной пластине, протяженном цилиндре и шаре с симметричными граничными условиями первого, второго и третьего рода, доказано существование бесконечных последовательностей дифференциальных соотношений для граничных точек y = 0 и y = 1. Данные последовательности дифференциальных соотношений могут с успехом применяться для приближенного решения задачи Штурма–Лиувилля посредством описания функции V (y) степенным полиномом и определения его коэффициентов на основе решения соответствующих систем линейных алгебраических уравнений.   
Автор:  В. А. Кот
Ключевые слова:  уравнение теплопроводности, краевая задача, метод разделения переменных, дифференциальные соотношения
Стр:  1552

ПОЛУЭМПИРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕМПЕРАТУРЫ СРЕДЫ В КОРОННОМ РАЗРЯДЕ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО РЕАКТОРА
Определены температуры в чехле и стримере коронного разряда в плазмохимическом реакторе при формировании полимерной пленки с углеродными наноразмерными частицами. Предложена полуэмпирическая методика оценки этих температур. Показано, что в случае, когда температура в объеме стримера составляет ~600^o C, а в чехле короны — ~1400^o C, в плазмохимическом реакторе формируются поликристаллические углеродные наночастицы, агломераты которых внедряются в полимерную пленку.   
Автор:  Е. А. Богослов, М. П. Данилаев, С. В. Дробышев, В. А. Куклин
Ключевые слова:  температура, плазмохимический реактор, барьерный коронный разряд, углеродные наночастицы
Стр:  1645

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МЕДНЫХ СПЛАВОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ХОЛОДНОЙ ПЛАЗМЫ ВОЗДУХА
Исследовано воздействие неравновесной низкотемпературной плазмы высокочастотного емкостного разряда в воздухе при давлении 133.3 МПа на структуру латуни и бериллиевой бронзы. Методом прицельной металлографии установлено отсутствие изменений в микроструктуре сплавов под воздействием плазмы. Показано, что основным эффектом воздействия плазмы является формирование статических искажений кристаллической решетки указанных материалов на уровне ~0.007 ⋅ 10^–10 м.  
Автор:  А. Г. Анисович, И. И. Филатова, С. В. Гончарик
Ключевые слова:  неравновесная низкотемпературная плазма, микроструктура, статическое смещение, сплавы меди, напряженное состояние
Стр:  1637

ПРОЦЕССЫ ЛУЧИСТОГО ТЕПЛОПЕРЕНОСА ПРИ ОБОГРЕВЕ ОТКРЫТЫХ ПЛОЩАДОК
Приведены результаты численного анализа параметров системы лучистого обогрева открытой площадки — железнодорожной платформы размером 10 × 75 м. Температура излучателя размером 0.3 × 9 м составляла 600–900 K. Температура атмосферного воздуха изменялась в диапазоне от –10 до +10^оC при скорости ветра до 5 м/с. В качестве критерия комфортности обогрева человека принималась температура на уровне его головы (175 см). В результате вычислительного эксперимента получены зависимости температуры обогреваемой платформы от температуры и высоты установки излучателя, а также от направления и скорости ветра. Установлено, что температура на уровне поверхности головы человека составляет от 2–3 до 16–18^оC при размещении излучателей на высоте 4–8 м от поверхности платформы при температуре окружающего воздуха 0^оC и скорости ветра 0.5–5 м/с. Показано, что при понижении температуры воздуха до –10^оC необходима установка ветрозащиты.  
Автор:  А. А. Редько, И. А. Редько, Ю. А. Бурда, А. Ф. Редько, С. В. Павловский
Ключевые слова:  численный анализ, лучистый обогрев, открытая площадка, комфортность, коротковолновые излучатели
Стр:  1576

РЕДУКЦИЯ МОДЕЛЕЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НА ОСНОВЕ DMD-АЛГОРИТМА
С использованием разложения по динамическим модам построены редуцированные модели гидродинамического перемешивания и получены достаточно точные пространственно-временные картины распределения примеси для различных периодических режимов перемешивания при существенном сокращении вычислительных затрат. Показано, что после обработки результатов решения задачи о смешении в прямоугольной каверне с подвижными дном и крышкой DMD-методом выигрыш в хранении информации составляет более 80%. Предложенный подход можно также применять для обработки экспериментальных данных  
Автор:  Т. Ю. Сухарев  , Д. Л. Ревизников
Ключевые слова:  динамические моды, гидродинамическое перемешивание, уравнения Навье–Стокса, DMD-алгоритм, дисперсная примесь, SVD усечение, конечномерные редуцированные модели.
Стр:  1584

ОБТЕКАНИЕ ВОГНУТОЙ СТЕНКИ ИСТЕКАЮЩИМ ИЗ СОПЛА СВЕРХЗВУКОВЫМ ПОТОКОМ
Решена задача о натекании струи на вогнутую стенку произвольной конфигурации. Предложен теоретический метод расчета потока при взаимодействии нерасчетной сверхзвуковой струи с плоской и с криволинейной стенками. Представлены результаты измерения давления и расчеты газодинамических параметров течения на поверхности криволинейной преграды и в пристеночной области струи. Выявлены наиболее характерные области течения, представляющие интерес при решении ряда задач и составлении физических и математических моделей. Описаны определяющие параметры течения в струях и сформулированы условия их подобия в зависимости от основных геометрических характеристик струй. Показано, что различие между сверхзвуковыми струями, обтекающими криволинейную стенку и плоскую стенку, связано с различием между давлениями на внешней и внутренней границах этих струй. С использованием формул теории косого скачка определены угол наклона нерасчетной сверхзвуковой струи и ее газодинамические параметры на всех участках криволинейной стенки.   
Автор:  Н. И. Сидняев
Ключевые слова:  нерасчетная сверхзвуковая струя, вогнутая стенка, газодинамические параметры.
Стр:  1603

ТЕПЛОМЕХАНИЧЕСКОЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГАЗОВОЗДУШНЫХ СИСТЕМ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОНАДДУВОМ
Предложены оригинальные методы совершенствования газовоздушных систем двигателей с турбонаддувом. Проведен анализ зависимостей скорости потока газа и локального коэффициента теплоотдачи в такой системе от времени. В качестве критериев оценки эффективности этих систем использовались степень турбулентности течения газа в них и осредненный коэффициент его теплоотдачи. Рассмотрены газодинамические и теплообменные характеристики различных модификаций указанных систем.  
Автор:  Л. В. Плотников, Б. П. Жилкин, Ю. М. Бродов
Ключевые слова:  поршневые двигатели внутреннего сгорания, двигатели с турбонаддувом, газовоздушные впускные и выпускные системы, газодинамика, теплообмен, пульсирующие потоки, степень турбулентности
Стр:  1612

ОБ ОДНОЙ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧЕ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА СЛАБОСЖИМАЕМЫХ ЖИДКОСТЕЙ
Рассмотрено нестационарное одномерное течение слабосжимаемой жидкости по трубопроводу, описываемое нелинейной системой из двух дифференциальных уравнений в частных производных относительно расхода жидкости и давления в трубопроводе. Поставлена и решена обратная задача по определению давления и расхода жидкости в начале трубопровода, необходимых для пропуска заданного количества жидкости по трубопроводу при определенном давлении на его конце. Для решения этой задачи разработан метод нелокального возмущения граничных условий, в соответствии с которым исходная задача расщепляется в каждый дискретный момент времени на две последовательно решаемые задачи: граничную обратную задачу для дифференциально-разностного уравнения второго порядка относительно расхода жидкости и прямую дифференциально-разностную задачу для давления. Предложен вычислительный алгоритм для решения системы разностных уравнений и получена формула для приближенного определения расхода жидкости в начале трубопровода. На основе этого алгоритма проведены численные эксперименты для модельных задач.   
Автор:  Х. М. Гамзаев
Ключевые слова:  трубопроводный транспорт, слабосжимаемая жидкость, нестационарное течение, граничная обратная задача, дифференциально-разностная задача
Стр:  1622

ИНФРАКРАСНАЯ КАБИНА С БИОТЕХНИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВОВ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОРГАНИЗМА
Разработана энергоэффективная мобильная инфракрасная кабина для активации функциональных резервов человеческого организма в лечебной, оздоровительной и спортивной практике, которая обеспечивает глубокое проникновение оптического излучения в ткани человека за счет использования излучателей ближнего ИК диапазона. Отличительной особенностью предлагаемого устройства является реализация биотехнической обратной связи посредством регистрации основных физиологических показателей пользователя и автоматического управления параметрами инфракрасной процедуры на основе результатов мониторинга. Минимизация тепловой нагрузки, генерируемой инфракрасными излучателями, на организм пользователя позволяет расширить сферу применения инфракрасной кабины за счет устранения ограничений на ее использование для людей с артериальной гипертензией и сердечно-сосудистой недостаточностью.  
Автор:  А. Н. Осипов , М. Х. Тхостов , М. М. Меженная , Н. И. Стетюкевич , В. Ф. Шевцов , В. А. Кульчицкий, В. Ю. Драпеза, М. В. Давыдов, Д. А. Котов
Ключевые слова:  инфракрасное излучение, инфракрасная кабина, ближний инфракрасный диапазон, биотехническая обратная связь, автоматическое управление, мониторинг, физиологические показатели человека
Стр:  58

НЕОБРАТИМОСТЬ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В ДВУХПОТОЧНЫХ ЯЧЕЙКАХ С РАЗЛИЧНОЙ ГИДРОДИНАМИКОЙ ПОТОКОВ
Рассмотрено влияние гидродинамики и фазового состояния потоков в двухпоточной теплообменной ячейке на производство энтропии в ней. Для случая ньютоновской кинетики теплообмена в такой ячейке получены формулы для расчета производства энтропии в ней в зависимости от коэффициента теплообмена, тепловой нагрузки, температур и водяных эквивалентов потоков в ячейке  
Автор:  А. А. Ахременков, С. Ю. Бойков , А. М. Цирлин
Ключевые слова:  необратимость, теплообмен, гидродинамика потоков, смешение, вытеснение
Стр:  30

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ