ТОМ 83, №2


ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ИЗ ПОРИСТОГО ТЕЛА ПРИ НАЛИЧИИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В НЕМ
Рассматривается нестационарный процесс экстрагирования из пористого тела, моделируемого системой полубесконечных капилляров, связанных с группой непроточных каналов, когда скорость переноса вещества в потоке складывается из двух компонентов - постоянной составляющей скорости и периодической по времени добавки к первой, которая предполагается малой по амплитуде. Найдены аналитические зависимости для представляющих практический интерес характеристик массообмена: концентрации и диффузионного потока как для главного приближения, так и для поправочного учета периодического воздействия на систему.
Автор:  А. И. Мошинский
Ключевые слова:  двухкомпонентность, массообмен, периодичность, пористое тело, извлечение.
Стр:  209

ПЕРЕНОС ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОММУНИКАЦИЯМ И СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ MoF6 ИЗ ГАЗОВОГО ПОТОКА
Представлены результаты исследования сорбции гексафторида молибдена MoF6 на гранулированном фтористом натрии NaF, а также приведены данные измерений потерь MoF6 при транспорте по технологическим коммуникациям реакторной ампульной установки с жидкосолевым топливом.
Автор:  А. А. Артюхов, Я. М. Кравец, М. Б. Серегин, Д. Ю. Чувилин, А. В. Шатров, Н. Г. Щепетов
Ключевые слова:  сорбент, радиоизотопы, расплав солей, гексафторид молибдена, Mo-99, фторид натрия.
Стр:  222

О СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕМ ЗЕРНИСТОМ СЛОЕ
На основе двухтемпературной модели выполнено математическое моделирование свободной конвекции в тепловыделяющем зернистом слое при постоянном и экспоненциальном видах тепловыделения. Установлены экстремальный характер зависимости расхода газового теплоносителя от мощности тепловыделения и "запирание" слоя (прекращение фильтрации теплоносителя) при повышенных величинах тепловыделения. Получены безразмерные зависимости для расчета расхода теплоносителя и его выходной температуры в области устойчивой конвекции.
Автор:  Г. И. Ковенский, Ю. С. Теплицкий, В. И. Ковенский
Ключевые слова:  зернистый слой, свободная (естественная) конвекция, запирание слоя, двухтемпературная модель, теплоноситель.
Стр:  229

АНАЛИЗ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН, ДРЕНИРУЮЩИХ ДЕФОРМИРУЕМЫЕ ПЛАСТЫ
Предложена новая комплексная методика оценки изменения проницаемости трещиноватого или чувствительного к изменению давления пористого пласта, основанная на аналитическом и численном моделировании притока жидкости к скважине. Исходными данными для анализа являются результаты гидродинамических исследований скважин. Аналитические решения прямой и обратной задач позволяют оценить изменение проницаемости при снижении давления. Численное моделирование нестационарного притока жидкости к скважине (прямая задача) позволяет определить диагностические признаки присутствия изменения проницаемости пласта по динамике забойного давления, а также оценить качество полученных при решении обратной задачи оценок. Методика апробирована на результатах гидродинамических исследований ряда скважин.
Автор:  А. А. Щипанов
Ключевые слова:  Деформируемый пласт, трещиноватый пласт, пористая среда, фильтрация, изменение проницаемости, гидродинамические исследования скважин, гидродинамическое моделирование.
Стр:  235

ПЕРЕНОС ВЕЩЕСТВА В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ, НАСЫЩЕННОЙ ПОДВИЖНОЙ И НЕПОДВИЖНОЙ ЖИДКОСТЬЮ
Рассмотрена задача переноса вещества в пористой среде, состоящей из двух зон: а) с транзитными порами (с подвижной жидкостью), б) с неподвижной жидкостью (со связанной водой), с учетом эффектов конвективного переноса, гидродинамической дисперсии, адсорбции вещества и внутреннего массопереноса между обеими зонами. Определены поля концентрации вещества, адсорбции, внутреннего массопереноса для различных случаев, определяемых характером адсорбции и внутреннего массообмена. Установлено, что наличие зон с неподвижной жидкостью значительно влияет на общие характеристики переноса вещества в пористой среде.
Автор:  Б. Х. Хужаёров, Ж. М. Махмудов, Ш. Х. Зикиряев
Ключевые слова:  адсорбция вещества, внутренний массоперенос, гидродинамическая дисперсия, зоны с подвижной и неподвижной жидкостью, перенос вещества, пористая среда.
Стр:  248

ОБ ОСНОВНЫХ СПОСОБАХ СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ В ПРОЦЕССАХ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ
Теоретически обосновывается возможность существенного снижения теплопотребления при сушке влажных материалов путем искусственного замедления процесса. Проанализированы основные варианты организации сушки с повышенной эффективностью.
Автор:  М. М. Разин
Ключевые слова:  сушка, энергосбережение, тепловой к. п. д., правила, замедление, балластные зоны, импульсный режим, рециркуляция, способы.
Стр:  255

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ В СЛОИСТЫХ ГИБРИДНЫХ КОМПОЗИТАХ РЕГУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ СО ЩЕЛЕВИДНЫМИ СЛОЯМИ
Предложены модели теплопроводности слоистой среды с регулярно чередующимися щелевидными слоями без учета и с учетом времени релаксации материалов фаз композиции. Показано, что эффективные коэффициенты теплопроводности такой среды существенно зависят от температуры композиции. Проведены конкретные расчеты эффективных характеристик слоистых композиций в зависимости от температуры, поперечного размера щелевидных слоев и их удельного объемного содержания.
Автор:  Янковский А. П.
Ключевые слова:  теплопроводность, гибридные композиты, щелевидные слои, обобщенный закон Фурье, закон Стефана-Больцмана, время релаксации.
Стр:  264

СОПРЯЖЕННЫЙ ТЕПЛООБМЕН ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ДИСКА С ОТВЕРСТИЯМИ
Рассматриваются вопросы, связанные с моделированием сопряженного теплообмена при обтекании вращающегося диска с отверстиями потоком вязкой сжимаемой жидкости. Обсуждается дискретизация уравнений, описывающих распределение температуры внутри твердого тела и характеристики течения жидкости, построение расчетных сеток и управление шагом интегрирования по времени. Приводятся результаты расчетов температуры металла в контрольных точках модели и распределение коэффициента теплоотдачи по ее границам.
Автор:  К. Н. Волков
Ключевые слова:  сопряженный теплообмен, вращающийся диск, численное моделирование, турбулентность
Стр:  273

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ В ДИЭЛЕКТРИКАХ И МЕТАЛЛАХ НА БАЗЕ МОЛЕКУЛЯРНО-РАДИАЦИОННОЙ ТЕОРИИ ПЕРЕНОСА
Излагаются активационные механизмы переноса субстанции в конденсированных средах. Представлены аналитические выражения для электронной, фотонной и диффузионной теплопроводности в зависимости от температуры, плотности и микроскопических характеристик сред. Получена температурная зависимость плотности свободных электронов в проводниках. Приведены результаты сопоставления теоретических и экспериментальных данных.
Автор:  Н. И. Никитенко
Ключевые слова:  электронный, фотонный и диффузионный механизмы теплопроводности, активационные процессы, молекулярно-радиационная теория переноса, плотность свободных электронов
Стр:  284

УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ РАСТВОРЕНИЯ НАКИПИ В КОТЛАХ
Рассмотрены три метода растворения (отмывки) отложений на поверхности теплообменных каналов.
Автор:  Б. Я. Каменецкий
Ключевые слова:  теплообменные каналы, отложения накипи, карбонат кальция, растворение отложений, сброс нагрузки, пузырьковое кипение.
Стр:  294

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЛИНЫ СВОБОДНОГО ДИФФУЗИОННОГО ФАКЕЛА ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, РАЗБАВЛЕННЫХ ИНЕРТНЫМИ ГАЗАМИ
Проведено экспериментальное исследование длины единичных горящих факелов метана и водорода при предварительном разбавлении их инертным газом (азотом или гелием). Истечение горючих газов в атмосферу происходило через цилиндрические насадки диаметром 4 и 8 мм. Числа Рейнольдса на срезе насадки менялись в диапазоне 400-12 000. Получена четкая зависимость длины факела от количества подмешанного инертного газа. Обобщение экспериментальных данных позволило рекомендовать формулы для инженерных расчетов свободных ламинарных и турбулентных факелов.
Автор:  Ю. В. Полежаев, Б. А. Воробьев, Г. К. Коровин, Д. И. Ламден, И. Л. Мостинский, Р. Л. Шигин
Ключевые слова:  горение, пламя, длина факела, инертный газ, разбавление.
Стр:  298

ПОДАЧА ПАРА И ЭФФЕКТ ПАРОТЕРМИЧЕСКОГО ЗАТВОРА ПРИ ТЕРМОЛИЗЕ ОТХОДОВ ШИН В ШНЕКОВОМ РЕАКТОРЕ
На основе опыта промышленной эксплуатации рассмотрен и аналитически обоснован эффект парового затвора при пиролизе отходов шин в шнековом реакторе с перегретым паром, где при общем пониженном давлении локальная подача пара создает указанный эффект и препятствует доступу воздуха в реактор без применения шлюзов или клапанов для герметизации его загрузки-выгрузки. Показано, что повышение производительности пиролиза за счет нагрева паром составляет 10-15% и ограничено диффузионным теплопереносом в слое загрузки реактора.
Автор:  В. A. Kaлиткo
Ключевые слова:  отходы, шины, переработка, пиролиз, пар, давление, разрежение.
Стр:  304

ТЕПЛОМАССООБМЕН ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВОДОРОДА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ВОДОУГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ
Экспериментально доказана возможность электрохимической газификации водоугольной суспензии при температуре 180-460 oС и давлении 7-20 МПа. Получаемый генераторный газ содержит в основном водород и диоксид углерода, а также следы метана, пропана и монооксида углерода. После отмывки углекислого газа слабыми растворами щелочи водород направляют для использования в энергетике. Жидкая фаза содержит незначительное количество углеводородов. Рассмотрен тепломассообмен между реагирующими средами в электролизере в условиях фазовых превращений при частичном поглощении образующихся газов.
Автор:  В. Б. Трошенькин, В. П. Маркосова, Б. А. Трошенькин
Ключевые слова:  водород, углерод, углеотходы, водоугольная суспензия, расчет электролизера, энергия Гиббса.
Стр:  310

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАКРУЧЕННОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ В СЕПАРАТОРЕ С БИКОНИЧЕСКИМИ ТАРЕЛКАМИ
Проведено численное моделирование турбулентного закрученного течения в зазоре между вращающимися конусами, представляющем собой рабочий элемент тарельчатого центробежного сепаратора. На основе введенной ортогональной биконической системы координат моделируется численное решение уравнений Рейнольдса, замыкание которых проводится с помощью известной дифференциальной двухпараметрической k-ω модели турбулентности Уилкокса. Результаты численного решения представлены в виде распределения осредненных компонент скорости и характерных параметров турбулентности в зависимости от режимных и геометрических параметров в рабочем элементе сепаратора, достоверность которых подтверждается сравнением с тестовыми расчетами и известными опытными данными.
Автор:  А. В. Шваб, А. Г. Чепель
Ключевые слова:  турбулентное течение, биконическая система координат, разнесенная сетка, сепаратор, центробежная сила, турбулентные напряжения, обобщенный метод переменных направлений.
Стр:  318

ТУРБУЛЕНТНЫЙ РЕЖИМ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕРМОГРАВИТАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ В ЗАМКНУТОЙ ПОЛОСТИ
Проведен численный анализ нестационарной турбулентной естественной конвекции в замкнутой области с теплопроводными стенками конечной толщины и источником тепловыделения, расположенном в основании полости, в условиях конвективно-радиационного теплообмена с внешней средой. Получены типичные распределения термогидродинамических параметров (линии тока, поля температуры, кинетической энергии турбулентности и скорости диссипации кинетической энергии турбулентности) в достаточно широком диапазоне изменения числа Грасгофа 107 ⪇ Gr ⪇ 109. Представлены результаты, характеризующие масштабы влияния фактора нестационарности и относительного коэффициента теплопроводности материала окружающих стенок на интенсивность теплопереноса. Установлено корреляционное соотношение для определения среднего числа Нуссельта на поверхности источника тепловыделения.
Автор:  Г. В. Кузнецов, М. А. Шеремет
Ключевые слова:  сопряженный теплоперенос, турбулентность, естественная конвекция, источник тепловыделения, замкнутая область.
Стр:  326

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УГЛА НАКЛОНА КРУГЛОРЕБРИСТЫХ ТРУБ НА СВОБОДНО-КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН ШАХМАТНОГО ПУЧКА В НЕОГРАНИЧЕННОМ ОБЪЕМЕ ВОЗДУХА
Приведены результаты экспериментального исследования средней теплоотдачи свободной конвекции воздуха в пятирядных шахматных пучках из труб с накатными спиральными ребрами при изменении угла наклона продольной оси трубы от 0 до 60о. Исследование выполнено полным тепловым моделированием. Измерена средняя теплоотдача каждого ряда пучка по направлению свободного движения воздуха. Опытные данные обобщены уравнениями подобия для расчета средней теплоотдачи пучков и отдельных их рядов, охватывающих интервал изменения числа Рэлея, характерный для режимов эксплуатации промышленных теплообменников из подобного типа ребристых труб.
Автор:  В. Б. Кунтыш, А. В. Самородов
Ключевые слова:  круглоребристая труба, свободная конвекция воздуха, приведенный коэффициент теплоотдачи, уравнение подобия, поперечный ряд, тепловое моделирование.
Стр:  338

ОБ ОДНОМ ВАРИАНТЕ МЕТОДА ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕЧЕНИЙ ОДНОСКОРОСТНОЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ
Описан вариант метода характеристик, предназначенный для интегрирования уравнений односкоростной многокомпонентной смеси в адиабатическом приближении на фиксированных сетках.
Автор:  В. С. Суров
Ключевые слова:  односкоростная многокомпонентная среда; гиперболические системы; метод характеристик; численное моделирование.
Стр:  345

ОБ ОДНОМ СПОСОБЕ ПРИБЛИЖЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ РИМАНА ДЛЯ ОДНОСКОРОСТНОЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ
Представлен способ приближенного решения задачи Римана на основе характеристических соотношений, который может быть использован в численных схемах метода Годунова для интегрирования уравнений, описывающих односкоростную многокомпонентную смесь в адиабатическом приближении.
Автор:  В. С. Суров
Ключевые слова:  односкоростная многокомпонентная среда, гиперболические системы недивергентного вида, задача Римана, численное моделирование.
Стр:  351

ANALYSIS OF THE EFFECTS OF INLET TEMPERATURE FREQUENCY IN FULLY DEVELOPED LAMINAR DUCT FLOWS
Unsteady heat transfer for fully developed laminar flow inside a parallel-plate channel and circular duct which are subjected to a periodically varying inlet temperature is studied. The thermal capacitance of the duct wall and the boundary condition which accounts for external convection are considered. An exact solution is presented for this extended Graetz problem as the result of using a new methodology based on a variational method. The quasi-steady approach which employs a heat transfer coefficient at the  liquid-solid interface is also investigated, and the results are compared with the variational solution. The damping and phase lag coefficients as functions of the inlet temperature frequency are presented in graphical form.
Автор:  A. Hadiouche, K. Mansouri
Ключевые слова:  conjugated forced convection, internal laminar flow, periodic inlet temperature, quasi-steady model, analytical solution.
Стр:  357

РАДИАЦИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР
Проведено теоретическое исследование радиационной устойчивости углеродных наноструктур при воздействии на них электронного пучка. Расчеты выполнены с использованием аналитического выражения для сечения рассеяния релятивистских электронов на атомах углерода, а также данных по пороговой энергии смещения атомов из углеродной решетки, полученных с помощью метода молекулярной динамики. Найдены пределы стабильности углеродных наноструктур и основные параметры процесса. Вычисленные значения характерного времени процесса хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными.
Автор:  Г. Я. Герасимов
Ключевые слова:  углеродные наноструктуры, фуллерены, углеродные нанотрубки, графен, электронный пучок, радиационная устойчивость.
Стр:  369

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В НАНОЧАСТИЦАХ
Теоретически исследуются вопросы, связанные с влиянием размера наночастицы на протекающую в ней химическую реакцию. В качестве примера рассмотрена реакция окисления наноразмерной частицы кремния.
Автор:  В. В. Левданский, И. Смолик, П. Моравец
Ключевые слова:  наночастица, химическая реакция, размерный эффект.
Стр:  376

ГЕНЕРАТОР АБЛЯЦИОННОЙ ПЛАЗМЫ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ ИЗ МАТЕРИАЛА ДИЭЛЕКТРИКА ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ
Представлен источник плазмы высокой чистоты, работающий при атмосферном давлении, который обеспечивает генерацию плазмы из материала диэлектрика по аналогии с капиллярным разрядом. Для определения химического и ионизационного состава плазмы использован и спектроскопический подход, а для определения энергетических параметров - электрофизические методы. Разработанный эрозионный импульсный генератор позволяет получать низкотемпературную плазму при сравнительно низком давлении внутри разрядного объема.
Автор:  В. Б. Авраменко, А. М. Кузьмицкий, А. А. Мищук
Ключевые слова:  источник абляционной плазмы, плазма высокой чистоты, спектроскопические исследования плазмы, поверхностный разряд.
Стр:  381

ЭФФЕКТИВНАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ КОМПОЗИТА В СИЛЬНЫХ ПОЛЯХ
Разработаны метод и программа для ЭВМ для численного решения задачи усреднения нелинейного композита периодического строения. Произведены расчеты эффективной диэлектрической постоянной и эффективного коэффициента управляемости композита типа ферроэлектрик-диэлектрик для произвольных значений усредненного электрического поля (ранее такие вычисления проводились только в приближении слабых полей). Установлено, что явление стабильности эффективного коэффициента управляемости сохраняется для произвольных значений усредненного электрического поля.
Автор:  А. Г. Колпаков, С. И. Ракин
Ключевые слова:  эффективная управляемость, нелинейный композит периодического строения, эффективная диэлектрическая постоянная, эффективный коэффициент управляемости, метод градиента.
Стр:  386

МОЛЕКУЛЯРНО-СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ КРИСТАЛЛОВ С ТЕПЛОВЫМИ ВАКАНСИЯМИ. 1. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УЧЕТА ВКЛАДА ПОДСИСТЕМЫ ВАКАНСИЙ В РЕШЕТОЧНУЮ ТЕПЛОЕМКОСТЬ КРИСТАЛЛОВ
Предложена простая статистическая модель конденсированной системы с парным взаимодействием частиц, которая описывается потенциалом Леннард-Джонса. В предположении, что вероятность заполнения пары микроячеек равна произведению вероятностей заполнения одиночных ячеек, сформулирована вариационная задача по минимизации свободной энергии по внутреннему параметру модели. Получено аналитическое выражение для добавки к колебательной теплоемкости молекулярного кристалла с вакансиями. Рассмотрена уточненная модель, в которой учитывается корреляция в заполнении частицами пар микроячеек, и получено уточненное выражение для добавки к колебательной теплоемкости, содержащее соответствующие малые поправки.
Автор:  И. И. Наркевич, А. В. Жаркевич , Е. В. Фарафонтова
Ключевые слова:  конденсированная молекулярная система, тепловые вакансии, статистическая модель, корреляция, метод условных распределений, коррелятивные функции, потенциал средних сил, решеточная теплоемкость.
Стр:  394

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПО ДАННЫМ МНОГОКРАТНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Описывается и обосновывается регулярная статистика, позволяющая эффективно оценить параметры произвольного распределения для случая многократного эксперимента. Для вывода и обоснования статистики использована методология инженерной математики.
Автор:  Е. В. Чернухо
Ключевые слова:  регулярная статистика, оценка параметров, многократный эксперимент, калибровочная характеристика.
Стр:  403

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ