ТОМ 79, №4


СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАЗМЫ, ГЕНЕРИРУЕМОЙ ДУГОВЫМ ПЛАЗМОТРОНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ПЛАЗМОТРОНОМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С РЕЛЬСОВИДНЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ (GLIDING ARC), ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СИНТЕЗУ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ
Приведены сравнительные результаты исследования параметров плазм, генерируемых электродуговыми плазмотронами атмосферного давления двух типов, работающими в режиме совместного частичного окисления углеводородов и их пиролиза. Спектральными и теплофизическими измерениями
установлено, что компонентный состав плазмы и ее тепловые характеристики на выходе из плазмотрона постоянного тока существенно отличаются от параметров плазмотрона второго типа - переменнотокового с рельсовидными электродами типа gliding arc. Температурная неравновесность и наличие димеров углерода С2 в плазме (при отсутствии мономера С), генерируемой плазмотроном с рельсовидными электродами, указывают на принципиальную возможность реализации в реакторах на его основе синтеза фуллеренсодержащих частиц и, возможно, частиц, содержащих нанотрубки, так же как и в более энергоемких реакторах с невысоковольтными дуговыми плазмотронами постоянного тока.

Автор:  А. Ф. Бублиевский, А. А. Галиновский, А. В. Горбунов, С. А. Жданок, В. А. Коваль, Л. И. Шараховский, Г. В. Долголенко, Д. С. Скоморохов
Стр:  3

АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В ПЛАЗМЕННОЙ КАМЕРНОЙ ПЕЧИ
Проведен анализ состава и степени токсичности медико-биологических отходов по результатам исследований, выполненных в различных странах. Показана высокая экологическая опасность таких отходов, которая требует разработки универсальной технологии их утилизации. Создана и тестирована плазменная камерная печь для плазмотермической переработки медико-биологических отходов. Для оптимизации режимов работы установки, предотвращения химического и теплового загрязнения окружающей среды создана модель теплового расчета плазменной камерной печи.
Автор:  А. Л. Моссэ, В. В. Савчин
Стр:  12

ДИНАМИЧЕСКИЕ И СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АБЛЯЦИОННОГО ИМПУЛЬСНОГО ПЛАЗМЕННОГО ГЕНЕРАТОРА ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ
Приводятся результаты оптических, спектроскопических и электрофизических исследований плазмы, получаемой с помощью комбинированной двухступенчатой электроразрядной системы при атмосферном давлении. Проведено сравнительное изучение таких генераторов плазмы с использованием чистых диэлектрических вставок и вставок с металлическим напылением по их рабочей поверхности. Рассмотренные варианты импульсных генераторов,
работающих при атмосферном давлении в воздухе, позволяют получать в этих условиях относительно плотные низкотемпературные (6000-9000 К) плазменные потоки определенного состава.

Автор:  В. Б. Авраменко
Стр:  17

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ВОДОРОДА И СИНТЕЗ-ГАЗА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ БЕНЗИНОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ В УСЛОВИЯХ, ХАРАКТЕРНЫХ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Теоретически исследуется влияние добавок водорода и синтез-газа на основные параметры горения бензиновоздушных топливных смесей. Показана возможность питания бензиновых двигателей внутреннего сгорания обедненными топливными смесями с концентрацией водорода 5-10 об.%, что значительно улучшит их экологическую чистоту.
Автор:  А. Н. Мигун, А. П. Чернухо, С. А. Жданок
Стр:  23

ЭСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ТЕЧЕНИЯ И ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ СТРУЙНОМ ОБТЕКАНИИ ПРЕГРАДЫ В ФОРМЕ СФЕРИЧЕСКОЙ КАВЕРНЫ
Представлены результаты экспериментального исследования аэродинамических характеристик и теплообмена при струйном обтекании преграды со сферической каверной. Обнаружено, что в сферической каверне течение становится нестационарным и характеризуется низкочастотными колебаниями локальных значений плотности теплового потока. Интенсивность теплообмена в лунке меньше, чем на плоской преграде, причем непосредственно в области углубления это уменьшение практически полностью компенсируется увеличением площади теплообменной поверхности.
Автор:  В. И. Терехов, В. Л. Барсанов, С. В. Калинина, Ю. М. Мшвидобадзе
Стр:  29

ТЕСТИРОВАНИЕ v2-f-МОДЕЛИ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ПРИ РАСЧЕТЕ ТЕЧЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА В КАНАЛЕ С ВНЕЗАПНЫМ РАСШИРЕНИЕМ
Представлены результаты тестирования v2-f-модели турбулентности на примерах плоского течения несжимаемой жидкости и теплообмена со стенками внезапно расширяющегося канала. Результаты вычислений сопоставлены с известными экспериментальными данными, с данными прямого численного моделирования, а также с результатами расчетов с использованием двух версий -модели.
Автор:  П. Е. Смирнов
Стр:  38

ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ АЭРОДИНАМИКИ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ ГТЭ-150 С ПОМОЩЬЮ ПАКЕТА FLUENT
Численно смоделирована аэродинамическая структура течения в камере сгорания газотурбинной установки ГТЭ-150 с помощью CFD пакета FLUENT. Исследовано влияние процессов турбулентного тепломассообмена (и горения) на гидравлические потери в камере сгорания. Проведено детальное сравнение расчетных и экспериментальных данных по потерям полного давления и в самой камере сгорания, и в отдельных ее узлах.
Автор:  Д. А. Лысенко, А. А. Соломатников
Стр:  45

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ГАЗОДИНАМИКИ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА НА ОСНОВЕ СРЕДСТВ ПАКЕТА STAR-CD
На основе средств пакета STAR-CD проводится моделирование течений в каналах зарядов твердого топлива, имеющих различную форму поперечного сечения в плане, а также течений в предсопловом объеме и сопловом блоке ракетных двигателей твердого топлива при различных оформлениях заряда и входной части сопла. Исследуется влияние сжимаемости, турбулентности, геометрических и расходных факторов на формирование распределений газодинамических параметров в рабочей области.
Автор:  К. Н. Волков, С. В. Денисихин, В. Н. Емельянов
Стр:  50

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ УДАРНЫЕ ВОЛНЫ В ДВИЖУЩЕЙСЯ СРЕДЕ С УЧЕТОМ РЕЛАКСАЦИИ ПОТОКА ТЕПЛА
Проводится анализ решения уравнения газовой динамики с учетом переноса тепла при релаксации теплового потока. Обсуждаются соотношения, выражающие законы сохранения на фронте сильного разрыва искомых величин, в том числе разрыва температуры и плотности потока тепла. С помощью автомодельного решения задачи о движении газа перед поршнем показана возможность существования при фиксированных исходных данных двух ударных волн. Возникновение двух сильных разрывов обусловлено наличием различных скоростей распространения газодинамических и тепловых возмущений - скорости звука и конечной скорости теплопереноса при отличном от нуля времени релаксации теплового потока.
Автор:  П. П. Волосевич, Е. И. Леванов, Е. В. Северина
Стр:  57

УДАРНО-ВОЛНОВЫЕ РЕЖИМЫ ТЕЧЕНИЯ НА ВХОДЕ В ДИФФУЗОР ГИПЕРЗВУКОВОГО ПРЯМОТОЧНОГО ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ: ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ
Проанализированы физические аспекты модели эффективного показателя адиабаты, позволяющей проводить декомпозицию полной задачи о моделировании высокоскоростных течений газа на отдельные подзадачи ("физико-химические процессы" и "аэромеханика"), что обеспечивает создание универсального и эффективного вычислительного комплекса, сегментированного на ряд автономных блоков. На основе этой методологии проведены исследования ударно-волновых структур, возникающих на входе в тракт двигателя гиперзвукового летательного аппарата, и изучено влияние на процесс их формирования физических свойств газовой среды в широком диапазоне вариации значения эффективного показателя адиабаты.
Автор:  Г. А. Тарнавский
Стр:  69

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОМБИНАЦИИ ТЕЛ В СВЕРХЗВУКОВОМ ПОТОКЕ. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ И ДИФРАКЦИЯ УДАРНЫХ ВОЛН ПРИ ОБТЕКАНИИ ДВУХ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ
Приведены результаты численных исследований пространственных сверхзвуковых течений в возмущенной области совместно обтекаемых двух одинаковых параллельно расположенных тел, представляющих собой комбинации конуса с углом полураствора 20o и цилиндра с удлинением, равным 5. Численное исследование на основе уравнений Эйлера продольного обтекания тел проводилось при числе Маха набегающего потока 4.03 и нулевом угле атаки. Показано влияние расстояния между осями моделей на структуру течения и распределенные и суммарные аэродинамические характеристики тел. Приведено сопоставление результатов расчета с данными физического эксперимента.
Автор:  В. Ф. Волков, Е. К. Дерунов
Стр:  81

ТЕПЛООТДАЧА К ВОСХОДЯЩЕМУ ЛАМИНАРНОМУ ПОТОКУ УГЛЕВОДОРОДОВ В УСЛОВИЯХ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ ДАВЛЕНИЙ
Приведены некоторые результаты экспериментальных исследований теплоотдачи н-гептана при ламинарном режиме вынужденного движения в условиях сверхкритических давлений, предложены уравнения для оценки интенсивности теплообмена при вязкостном и вязкостно-гравитационном режимах.
Автор:  Г. И. Исаев, Г. К. Абдуллаева
Стр:  91

HYDROMAGNETIC CONVECTION FLOW THROUGH A POROUS MEDIUM IN AXIALLY VARYING PIPE
The hydromagnetic mixed convection flow through a porous medium in a pipe of varying radius in a uniform axial magnetic field is analyzed. The pipe wall is maintained at a prescribed nonuniform temperature. The governing equations are solved analytically to obtain the velocity, temperature, and induced magnetic field. Their behaviors are evaluated for different variations in the governing parameters.
Автор:  D. V. Krishna, D. R. V. Prasada Rao, and A. S. Ramachandra Murthy
Стр:  96

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ С ШАГАЮЩИМ ПОДОМ
Приведены методика и результаты оптимизации тепловых режимов работы нагревательных печей с шагающим подом. Исследовано влияние расстояния между стальными заготовками на характеристики оптимальных режимов нагрева металла.
Автор:  М. Л. Герман
Стр:  105

СОПРЯЖЕННАЯ ЗАДАЧА ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА ПОЛОГО ЦИЛИНДРА
Аналитически решена сопряженная задача теплопроводности для двух полых цилиндров, находящихся между собой в плотном контакте, один из которых состоит из реагента. Задача решена обратным методом при граничных условиях первого рода. Исследованы критические условия теплового взрыва в зависимости от параметров реагента и инертного тела. Предложен инженерный метод определения критических условий теплового взрыва.
Автор:  Р. Ш. Гайнутдинов
Стр:  110

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ В ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ КЕРАМИКЕ ТИТАНАТА БАРИЯ
Построена математическая модель для описания локальных температурных полей в керамике титаната бария с положительным температурным коэффициентом сопротивления при воздействии электрического тока. Изучено пространственно-временное распределение температуры в пределах зерна полупроводникового титаната бария при различной микроструктуре и удельном сопротивлении материала.
Автор:  В. Н. Шут, Е. Л. Гавриленко, А. В. Гаврилов
Стр:  114

ВОЛНОВОЕ ВОЗМУЩЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ В НИЗКОТЕПЛОПРОВОДНЫХ МАТЕРИАЛАХ
Установлено, что в условиях, когда подводимый тепловой поток превышает уровень, допустимый для нагрева материала без разрушения его поверхности, скорость распространения тепла не зависит от предыстории нагрева и определяется установившимся значением температуры на разрушающейся поверхности. Показана возможность волнового возмущения температурного поля, которое затухает при увеличении времени нагрева, если не происходит уноса массы, и сокращает время выхода на стационарный режим разрушения поверхности при уносе массы. Предложено аналитическое выражение для расчета волнового возмущения температурного поля.
Автор:  Г. А. Фролов, В. Л. Баранов
Стр:  118

TRANSIENT THERMAL BEHAVIOR OF MULTILAYER MEDIA: MODELLING AND APPLICATION TO STRATIFIED MOULDS
Transient and steady-state heat transfer in multilayer media is investigated by the thermal quadrupole method. The semi-analytical solution is proposed for the cases of layers parallel or orthogonal to the main heat flux direction. The principal application is the study of the effect of the brazing metal used in stratified steel moulds.
Автор:  M. Lazard
Стр:  126

УМЕНЬШЕНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ МЕТАЛЛОВ ДВУХСПЕКТРАЛЬНЫМИ ПИРОМЕТРАМИ
Анализируются двухспектральные методы оптического контроля термодинамической температуры металлов, подвергающихся тепловой обработке. Предложен способ учета немонохроматичности фотоприемного тракта и путем численного моделирования проведен анализ методических погрешностей двухцветных пирометров с широкими спектральными диапазонами.
Автор:  А. Г. Сеньков, В. А. Фираго
Стр:  135

ОБРАТНОЕ ТЕПЛОВОЕ ВЛИЯНИЕ ВЫТЕСНЯЕМОЙ ЖИДКОСТИ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ
Исследовано обратное тепловое влияние вытесняемой в пористой среде жидкости, возникающее из-за того, что в пренебрежении теплопроводностью скачки температуры движутся со скоростью конвективного переноса тепла. При поршневом вытеснении фронт движется с истинной скоростью, которая в несколько раз превышает скорости фильтрации и конвективного переноса тепла. Вследствие опережения фронта вытеснения возникает особая зона, в которой наблюдается процесс обратного теплового влияния вытесняемой жидкости на вытесняющую.
Автор:  С. А. Филиппов
Стр:  139

ДЕТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВА ЭНТРОПИИ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ЦИКЛА АДСОРБЦИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Проведен термодинамический анализ адсорбционной холодильной установки с замкнутыми контурами по рабочему веществу и жидкому вспомогательному теплоносителю применительно к адсорбционной паре вода-импрегнированный в поры силикагеля CaCl2. На полученных периодических решениях системы уравнений баланса энергии для теплоносителя и слоя сорбента определены термодинамически наиболее эффективные режимы работы холодильной установки в зависимости от управляющих параметров. Рассчитано производство энтропии в различных модулях установки и выявлены основные источники
генерации энтропии. Это позволило предложить усовершенствованную схему адсорбционного холодильного цикла с включением на входе и выходе из адсорберов регенеративных теплообменников. Обоснована возможность значительного повышения коэффициента термодинамической эффективности в такой системе.

Автор:  Б. Н. Окунев, М. С. Сафонов
Стр:  146

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ОТ ТРУБ, ЗАПОЛНЕННЫХ ЗЕРНИСТЫМ СЛОЕМ, С УЧЕТОМ ЕГО ТЕРМИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПИИ
Представлены результаты моделирования процесса теплоотдачи от трубы, заполненной инфильтруемым зернистым слоем, с учетом его продольной теплопроводности при граничных условиях первого и второго рода на внешней поверхности с использованием условий Данквертса. Получены аналитические зависимости, отражающие влияние продольной теплопроводности на среднюю по сечению температуру, тепловой поток и коэффициент теплоотдачи зернистого слоя. Приведены зависимости для расчета активной длины теплообменника.
Автор:  М. В. Виноградова, Ю. С. Теплицкий
Стр:  153

СТАТИСТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЯЗКОСТИ УПОРЯДОЧЕННЫХ ФАЗ МОЛЕКУЛ ДНК
Проведено статистическое вычисление коэффициентов вязкости упорядоченных фаз молекул ДНК. В качестве отправной точки для расчета используется выражение, описывающее тензор вязких напряжений, а вычисления временных корреляционных функций, определяющих кинетические коэффициенты, производятся с помощью релаксационного уравнения, характеризующего эволюцию тензорного параметра порядка.
Автор:  В. Б. Немцов, А. В. Ширко
Стр:  166

ПЛОТНОСТЬ КОНЦЕНТРАТОВ ГРАНАТОВОГО И ПЕРСИКОВОГО СОКОВ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ПАРАМЕТРАХ СОСТОЯНИЯ
Проведено исследование плотности гранатового и персикового соков в интервале температур от 278.15 до 403.15 К при давлениях 0.1 и 5 МПа. Изучена зависимость плотности соков от содержания сухих веществ. Записаны уравнения состояния и рассчитаны коэффициенты термического расширения.
Автор:  М. А. Магеррамов
Стр:  174

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИВОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ СЖИМАЕМОСТИ ПОРОШКОВЫХ СРЕД
Предложена методика построения кривых динамической сжимаемости порошковых сред по результатам эксперимента на установке гидровзрывного прессования, позволяющая за один экспериментальный выстрел построить определенный участок кривой сжимаемости для любого порошкового материала в координатах давление-плотность при полном отсутствии аппаратуры, фиксирующей динамические параметры процесса прессования. Она используется для прогноза результатов прессования конкретных изделий из порошковых материалов, в частности, для определения параметров заряда, координат его расположения в жидкой передающей среде с целью получения заготовки с заданными свойствами.
Автор:  О. В. Роман, В. Т. Шмурадко, Г. Д. Тарасов
Стр:  179

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Представленная методика исследования сложных динамических механизмов с помощью последовательного применения дифференциальных операторов позволяет опустить трудоемкие математические выкладки, заменить систему трех связанных дифференциальных уравнений второго порядка на систему трех независимых друг от друга линейных неоднородных дифференциальных уравнений шестого порядка с постоянными коэффициентами, установить закономерности влияния физических параметров на динамические свойства механической системы в виде простых аналитических формул. Она является общей для изучения движений пассивных виброизолирующих амортизаторов, их устойчивости и качества и может быть распространена на другие линейные или линеаризованные механические колебательные системы более высоких порядков.
Автор:  Н. А. Докукова, П. Н. Конон
Стр:  186

ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛЕРОДКЕРАМИЧЕСКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Приводятся результаты испытаний углеродкерамического композиционного материала при многократном высокотемпературном тепловом воздействии, на основании которых и при использовании методов решения обратных задач теплопроводности восстанавливаются теплофизические характеристики исследуемого материала.
Автор:  Л. И. Гусева, Ю. Д. Ходжаев, В. М. Юдин
Стр:  194

О МИКРОСКОПИЧЕСКОЙ ПРИРОДЕ МОДУЛЯ ЮНГА
С введением в рассмотрение сил Ван-дер-Ваальса и киттелевского механизма связи намечен физический подход к аналитическому вычислению модуля Юнга E. С помощью численного анализа предсказано нетривиальное поведение зависимости E от атомной массы элемента.
Автор:  С. О. Гладков
Стр:  197

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ