ТOM 94, №5


СИНТЕЗ СТРУЙНЫХ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Проанализирована структура струйных систем охлаждения вычислительных устройств с теплообменом ньютоновской кинетики и предложен алгоритм синтеза таких систем по критерию минимального суммарного коэффициента теплоотдачи. Показано, что оптимальный порядок контакта хладагента с охлаждаемыми устройствами не зависит от мощности каждого из них, а зависит только от их температуры. Получены расчетные соотношения для суммарного коэффициента теплоотдачи системы охлаждения вычислительных устройств и для коэффициентов теплоотдачи каждого из охлаждаемых устройств.  
Автор:  И. А. Сукин, А. М. Цирлин, А. А. Демидов
Ключевые слова:  струйная система охлаждения, коэффициент теплоотдачи, оптимальная структура.
Стр:  1117

УПРАВЛЕНИЕ МОЩНОСТЬЮ ВНУТРЕННИХ ТЕПЛОВЫХ ИСТОЧНИКОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Кратко рассмотрены основные принципы современных цифровых систем управления космическими аппаратами и методы их обеспечения при решении задач терморегулирования. Для обобщенной модели теплообмена с сосредоточенными параметрами сформулирована и решена задача нетерминального управления тепловой мощностью внутренних источников вариационно-итерационным методом. Разработанная методика проверена на простейшей модели теплообмена в негерметичном космическом аппарате.  
Автор:  А. Г. Викулов, А. В. Моржухина
Ключевые слова:  автоматическое управление, теплообмен, обратные задачи, регуляризация, вариационный метод.
Стр:  1125

МЕТОДОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ТЕРМОУПРУГОСТИ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Предложен подход к решению обратной задачи термоупругости, использующий принцип регуляризации А. Н. Тихонова и метод функций влияния. Применение регуляризации по А. Н. Тихонову с эффективным алгоритмом поиска параметра регуляризации дает возможность получить устойчивое решение обратной задачи термоупругости. Неизвестные функции перемещения и температуры аппроксимируются сплайнами Шенберга, а неизвестные коэффициенты этих функций вычисляются путем решения системы линейных алгебраических уравнений. Эта система является следствием необходимого условия минимума функционала, в основу которого положен принцип наименьших квадратов отклонения расчетного напряжения от напряжения, полученного в результате эксперимента. Для регуляризации решений обратных задач теплопроводности в этом функционале используется также стабилизирующий функционал с параметром регуляризации в качестве мультипликативного множителя. Поиск параметра регуляризации осуществляется с помощью алгоритма, аналогичного алгоритму поиска корня нелинейного уравнения, а использование функций влияния позволяет представлять температурные напряжения и температуру в зависимости от одного и того же искомого вектора. В статье представлены численные результаты идентификации температуры по тепловым напряжениям, измеренным с погрешностью, характеризуемой случайной величиной, распределенной по нормальному закону.  
Автор:  Ю. М. Мацевитый, Е. А. Стрельникова, В. О. Повгородний, Н. А. Сафонов, В. В. Ганчин
Ключевые слова:  обратная задача, тепловое напряжение, функции влияния, сплайн, идентификация, регуляризация, функционал.
Стр:  1134

ВАРИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТЬЮ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ
Исследована возможность эффективного применения вариационных методов к задачам оптимального управления уменьшением интенсивности температурных колебаний внешней среды с использованием композиционных покрытий из слоисто-неоднородных материалов. В ходе исследования условий оптимального решения указанных задач управления интенсивностью температурного поля установлены качественные взаимосвязи между параметрами оптимальных слоисто-неоднородных композиционных конструкций, которые позволяют оценить эффективность таких конструкций и определить возможности их совершенствования.   
Автор:  Гусев Е. Л., Бакулин В. Н.
Ключевые слова:  вариационные методы, оптимальное управление, функция Л. С. Понтрягина, слоисто-неоднородные теплозащитные конструкции, конструктивный анализ, температурные воздействия, критерий оптимизации, глобальный минимум функционала
Стр:  1141

УСЛОВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В СПАЯХ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Приведены модели теплопереноса в чувствительных элементах термоэлектрических преобразователей, описывающие нагрев такого преобразователя в процессе его работы с учетом конструкции преобразователя, вспомогательной арматуры и условий измерения температуры. Определены необходимые длительности прогрева чувствительных элементов термоэлектрических преобразователей, характеризующие их тепловую инерционность, в зависимости от темпа их нагрева и условий контактирования с рабочей средой с учетом влияния неполного теплового контакта, наличия защитной гильзы, конструкции чувствительного элемента и свойства материалов, применяемых для заполнения гильзы, на интегральные характеристики процесса измерения. Представленные результаты могут быть использованы для настройки систем контроля и регулирования температуры, коррекции условий монтажа термоэлектрических преобразователей и прогностических расчетов погрешности измерений в заданных условиях.  
Автор:  Ю. К. Атрошенко, О. С. Яшутина
Ключевые слова:  измерение температуры, термоэлектрический преобразователь, погрешность, инерционность, теплоперенос, математическое моделирование
Стр:  1148

SENSITIVITY ANALYSIS OF THE FILM-COOLING EFFECTIVENESS OF AN UPSTREAM CRESCENT-SHAPED VORTEX GENERATOR TO GEOMETRIC PARAMETERS
This study numerically investigates the flow field and cooling effectiveness of a cylindrical flat-plate film-cooling hole with an upstream crescent-shaped vortex generator (CSVG) at the blowing ratio 0.5 and 1.5. With the aid of a new antikidney-shaped vortex pair, this CSVG can markedly improve the cooling effectiveness in comparison to a cylindrical hole. The effects of five geometric parameters completely depicting the CSVG shape are investigated by the four-level and five-parameter Taguchi approach. It is shown that the ranking order of each geometric parameter is improved at both blowing ratios. The preliminary recommended upstream CSVGs with higher areaaveraged cooling effectiveness are given for both used ratios.   
Автор:  C. Zhang, L. C. Bai, P. F. Zhang
Ключевые слова:  film cooling, cylindrical hole, antikidney-shaped vortex pair, cooling effectiveness, Taguchi approach
Стр:  1161

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАНИЦ ПЕРЕХОДОВ МЕЖДУ РЕЖИМАМИ СОУДАРЕНИЙ КАПЕЛЬ
Выполнены экспериментальные исследования с целью получения общего аппроксимационного выражения для описания границ переходов между режимами соударений капель (отскок, разлет, коагуляция, дробление) при варьировании ключевых параметров их взаимодействия (числа Вебера капель, безразмерного линейного параметра их соударения, соотношения размеров капель). В качестве базовой жидкости выбрана вода. Создана информационная база значений указанных параметров для их использования при прогнозировании критических значений числа Вебера капель при их переходе между четырьмя указанными режимами соударений.  
Автор:  Г. В. Кузнецов, Я. Соломатин, П. А. Стрижак, Н. Е. Шлегель
Ключевые слова:  капли жидкости, соударения, карты режимов, границы переходов, общее аппроксимационное выражение
Стр:  1172

К ТЕОРИИ АКУСТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГИДРОРАЗРЫВНЫХ ТРЕЩИН, ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫХ СКВАЖИНЕ
Рассмотрена возможность исследования коллекторских свойств гидроразрывных трещин с помощью акустического "телевизора", представляющего собой цилиндрический зонд длиной несколько метров и снабженный генератором импульсного сигнала и датчиками давления. Полагается, что импульсный сигнал создается в жидкости, находящейся в зазоре между корпусом зонда и открытой стенкой скважины. Эволюция сигнала, записываемая с помощью датчиков давления в виде затухания его амплитуды и появления отраженных всплесков давления, позволяет оценить состояние призабойной зоны, наличия и качества гидроразрывных трещин. Принято, что созданные гидроразрывом трещины перпендикулярны к скважине. Скважина и окружающий ее пласт заполнены одной и той же акустически сжимаемой жидкостью. Принята математическая модель, согласно которой длина волны акустического сигнала меньше длины зонда, но больше величины зазора между корпусом зонда и скважиной. Кроме того, при распространении волны по зазору влияние вязкости проявляется в тонком пограничном слое вблизи стенок зазора. Ширина трещины гидроразрыва значительно меньше длины волны, поэтому она рассматривается как отражающая поверхность. На основе такой модели получены дисперсионные выражения для фазовой скорости и коэффициента затухания при распространении сигнала по зазору, а также для коэффициента отражения и прохождения на отражающей поверхности. Задача решается численно методом быстрого преобразования Фурье. Проведен анализ влияния фильтрационных характеристик трещин, пласта, а также величины зазора на эволюцию гармонических волн и импульсных сигналов в зазоре между корпусом зонда и стенкой скважины.   
Автор:  В. Ш. Шагапов, Э. В. Галиакбарова, З. Р. Хакимова
Ключевые слова:  скважина, зонд, трещина, гидроразрыв пласта, гармонические волны давления.
Стр:  1185

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТЕПЛОВЫХ ИСТОЧНИКОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ В НЕФТЕНАСЫЩЕННОМ ПЛАСТЕ ПРИ ПОГЛОЩЕНИИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
Исследуется способ нагрева нефтяного пласта с помощью ввода в нефтенасыщенный пласт энергии электромагнитного и акустического полей. Рассматриваются различные варианты: только электромагнитный нагрев, только акустический нагрев, совместный нагрев пласта обоими излучателями. Излучатели располагаются на забое скважины в пределах мощности нефтяного пласта. Вследствие диссипации энергии волн в среде возникают объемные источники тепла, величину которых можно рассчитать, используя теорему Умова–Пойнтинга. Сопоставляются плотности тепловых источников, возникающих в пласте при распространении акустических волн на разных частотах: 6, 16 и 22 кГц, частота электромагнитных волн 13.56 МГц. В работе выводится точное выражение для расчета объемной плотности источников тепла от акустических волн, а также приводятся упрощенные формулы для дальней и ближней зон излучения. Исследуется характер распределения плотности тепловых источников в пласте на разных расстояниях от излучателей.  
Автор:  Г. Р. Измайлова, Л. А. Ковалева
Ключевые слова:  трудноизвлекаемые запасы, высокочастотное электромагнитное поле, акустическое поле, объемные источники тепла, нефтенасыщенный пласт, функции Ханкеля
Стр:  1196

О ВОЗДЕЙСТВИИ ВОЛНЫ ДАВЛЕНИЯ НА ТВЕРДУЮ СТЕНКУ, ПОКРЫТУЮ ПУЗЫРЬКОВОЙ ЗАВЕСОЙ КОНЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ
Представлены результаты исследований по изучению воздействия волны давления типа "ступенька" на твердую стенку, покрытую пузырьковой завесой конечных размеров. В связи с конечностью размеров пузырьковой завесы учитываются двумерные эффекты.  
Автор:  И. К. Гималтдинов, А. А. Гималтдинова, Е. Ю. Кочанова
Ключевые слова:  волна давления, пузырьковая завеса, амплитуда давления, фокусировка, двумерность
Стр:  1205

РАСЧЕТ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОРИСТЫХ ПАРОГЕНЕРИРУЮЩИХ КАНАЛОВ В ПЕРЕХОДНОЙ ОБЛАСТИ ДВИЖЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ФРЕОН-12 ПРИ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ПЕРВОГО РОДА
Представлены результаты расчета эффективности пористых каналов при испарении парожидкостного фреонового потока в переходной области движения теплоносителя и граничных условиях первого рода. В качестве эталонной поверхности для сравнения использовалась гладкостенная труба. В результате выполненных исследований показано, что при использовании теплоносителя фреон-12 возможно получение позитивных значений геометрических и энергетических коэффициентов эффективности. Проанализированы зависимости коэффициентов эффективности от основных режимно-конструктивных параметров модели  
Автор:  А. П. Лукиша
Ключевые слова:  теплогидравлическая эффективность, пористые парогенерирующие каналы, переходная область движения теплоносителя, граничные условия первого рода, теплоноситель фреон-12
Стр:  1212

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА НАНОИНДЕНТИРОВАНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ CТРУКТУРЫ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ
Методом наноиндентирования получены предварительные результаты исследуемых цементных образцов. Выявлено, что модуль упругости увеличивается у образцов, которые содержат комплексную добавку, содержащую наноразмерные частицы. Эффект также наблюдается и при введении добавки, содержащей только один вид наночастиц (золь нанокремнезема SiO2 или углеродный наноматериал МУНТ). Выполнен подбор параметров метода наноиндентирования, обеспечивших получение конечных согласованных результатов. Данные результаты представлены гистограммами распределения точек наноиндентирования по модулям упругости и твердости и распределениями по этим характеристикам в горизонтальной плоскости xy, перпендикулярной движению наноиндентора. Полученные результаты свидетельствуют о том, что наблюдается изменение наноструктуры геля С–S–H, которое сопоставляется с приращением прочности, модулей Юнга и сдвига при введении наночастиц SiO2 и наночастиц МУНТ  
Автор:  Е. Н. Полонина, O. Lahayne, J. Eberhardsteiner, В. В. Потапов, С. А. Жданок, С. Н. Леонович
Ключевые слова:  комплексная нанодисперсная добавка, золь нанокремнезема, углеродный наноматериал, метод наноиндентирования, цементные образцы, твердость, модуль упругости, наноиндентор, гистограмма, фаза, экспериментальные исследования
Стр:  1221

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОЖИДКОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ВОДЫ И ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ С ОДНОСТЕННЫМИ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ
Экспериментально изучены вязкость и реология наножидкостей на основе воды и этиленгликоля с одностенными углеродными нанотрубками и их зависимость от температуры. Массовая концентрация нанотрубок варьировалась от 0.05 до 1%. В качестве дисперсантов использовались поливинилпирролидон и додецилбензолсульфат натрия. Размеры одностенных нанотрубок определялись методом динамического рассеяния света. Предварительное изучение вязкости и реологии базовых жидкостей показало, что они являются ньютоновскими жидкостями. Однако все изученные наножидкости оказались неньютоновскими, причем псевдопластичными. Установлено, что с ростом концентрации нанотрубок в наножидкости ее индекс уменьшается, а параметр консистентности увеличивается. С увеличением температуры наножидкости ее вязкость снижается. Изменение температуры наножидкости оказывает влияние на ее реологию: параметр консистентности наножидкости увеличивается, а ее индекс уменьшается, и это влияние увеличивается с ростом концентрации нанотрубок в наножидкости. Ультразвуковая обработка наножидкости приводит к частичной деградации дисперсантов в ней и к увеличению ее вязкости. Обсуждаются меры по восстановлению свойств наножидкостей, подвергнутых длительному хранению  
Автор:  В. Я. Рудяк, Д. С. Третьяков
Ключевые слова:  наножидкость, одностенные углеродные нанотрубки, вязкость, реология, дисперсанты
Стр:  1235

ТЕПЛОВЫЕ ТРУБЫ, НАНОЖИДКОСТИ И НАНОТЕХНОЛОГИИ
Представлен обзор конструкций тепловых труб и термосифонов с использованием наножидкостей, нанопокрытий и нанокомпозитов на основе оксидов металлов и углеродных материалов для объемного теплового поглощения солнечной радиации и охлаждения компонентов электроники. Наножидкости рассматриваются как актуальные рабочие среды, предназначенные для применения в прозрачных минитеплообменниках, тепловых трубах, термосифонах для объемного нагрева наножидкости лазерным или солнечным излучением. Нанопокрытия стенок испарителя тепловых труб созданы для интенсификации двухфазного теплообмена при охлаждении приборов сильноточной электроники. Нанокомпозиты, применяемые в качестве корпуса тепловых труб и термосифонов, в ряде случаев обладают лучшими по сравнению с металлами теплофизическими и механическими свойствами.   
Автор:  Л. Л. Васильев
Ключевые слова:  наножидкости, нанопокрытия, нанокомпозиты, тепловая труба, термосифон, испаритель, конденсатор, система охлаждения
Стр:  1245

ИСПАРИТЕЛЬНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ПОДЛОЖКИ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИМ СПРЕЕМ C ФЕМТОЛИТРОВЫМИ КАПЛЯМИ
Измерены диссипационные потоки энергии при испарительном охлаждении подложки каплями, приносимыми воздушном потоком. Показано, что частота подачи спрея и разность между его температурой и температурой подложки влияют на эффективность ее охлаждения. Исследованы импульсы орошения со скважностью 0.5 и 0.25. Обнаружено, что форма этих импульсов практически не влияет на интенсивность охлаждения подложки при частотах подачи спрея выше 3 Гц. Подтверждено, что теплопроводность и толщина подложки существенно влияют на величину потока энергии, рассеянного ею.  
Автор:  В. И. Саверченко, С. П. Фисенко
Ключевые слова:  скважность импульса, теплопроводность подложки, температура подложки, раствор, диссипационный поток
Стр:  1255

УЧЕТ ПРОЦЕССА ВНУТРИПОЧВЕННОЙ КОНДЕНСАЦИИ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ТЕПЛОВЛАГООБМЕНА В МЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
Рассмотрена математическая модель тепловлагопереноса с учетом конденсации и испарения внутрипочвенной влаги при сезонном протаивании многолетнемерзлых грунтов. Движение влаги можно описать с помощью уравнения переноса во влажностной или потенциальной формах в насыщенных и ненасыщенных грунтах. Основываясь на экспериментальных и натурных данных, произведена верификация параметров внутрипочвенной конденсации и испарения поровой влаги. Численная реализация поставленной нелинейной задачи тепловлагопереноса осуществлена методом конечных разностей с использованием метода Ньютона. Показана адекватность предложенной модели при сезонном протаивании многолетнемерзлых грунтов. В результате численного эксперимента в условиях Центральной Якутии установлено, что при учете конденсации внутрипочвенной влаги суммарное влагосодержание почвы увеличивается. В весенне-летний период наблюдается интенсивный процесс испарения внутрипочвенной влаги и происходит понижение температуры, а в летне-осенний период с увеличением количества выпадения конденсата наблюдается повышение теплосодержания грунта. В конце летнего сезона в сентябре и начале октября происходит "запирание" влажного талого слоя. Предложенная математическая модель с учетом процесса внутрипочвенной конденсации более адекватно отражает процесс промерзания зоны "запирания". Эти результаты свидетельствуют об адекватности усовершенствованной модели и возможности использования ее при прогнозных решениях  
Автор:  П. П. Пермяков, А. Ф. Жирков, М. Н. Железняк
Ключевые слова:  модель тепловлагопереноса, многолетнемерзлые грунты, тепловлажностный режим грунтов, внутрипочвенная конденсация, деятельный слой
Стр:  1260

ВОЗДЕЙСТВИЕ ТРЕХМЕРНОЙ ПЛАСТИНЫ НА СТРУКТУРУ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ
Выполнены трехмерные численные исследования поля скорости за трехмерной тонкой пластиной методом LES. Пластина расположена на высоте 0.002 м в турбулентном пограничном слое, сформированном в водяном канале. Длина хорды пластины и ее размах были равны 0.01 м и 0.024 м соответственно. Число Рейнольдса, рассчитанное по полуширине канала и скорости на его оси, равно 7500. Показано, что под воздействием следа за пластиной продольная скорость, нормированная на скорость торможения, возрастала в логарифмической области на расстоянии до x/d = 3.8, а пульсации всех компонент скорости снижались в буферной области до расстояния x/d = 0.8. С приближением нижнего сдвигового слоя следа к поверхности продольные пульсации достигали минимальных значений у стенки при x/d = 1.8, тогда как вертикальные и поперечные пульсации становились выше, чем в невозмущенном пограничном слое. Рассчитанные характеристики поля скорости удовлетворительно коррелируют с соответствующими характеристиками, полученными в экспериментальном исследовании при подобных начальных и граничных условиях. Анализ поля скорости выявил механизм воздействия следа на изменение структуры пристеночного течения. Вовлечение пристеночной среды в нижний сдвиговой слой следа генерирует отток среды от стенки канала, а вовлечение в верхний сдвиговой слой формирует приток высокоскоростной среды в буферную область. Отток среды от стенки приводит к снижению градиента скорости у поверхности. Напряжения сдвига уменьшались на расстоянии четырех толщин пограничного слоя, а их локальное снижение достигало ~30%. Концевые вихри, сходящие с боковых кромок пластины, создавали неоднородное распределение поперечной скорости. Эта неоднородность приводила к формированию завихренности в буферной области. Возникающая система маломасштабных вихрей блокировала подвод высокоскоростной среды к стенке, замедляя рост напряжений сдвига на поверхности в интервале 1.4 ≤ x/d ≤ 2.6. Вихревая система вырождалась при стабилизации поперечной скорости и сдвиговое течение на поверхности восстанавливалось.  
Автор:  В. Л. Жданов, Д. A. Иванов, И. Г. Кухарчук
Ключевые слова:  турбулентный пограничный слой, поле скорости, сдвиговые напряжения, вихревой генератор, LES, PIV
Стр:  1271

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ХАРАКТЕРИСТИК НЕСТАЦИОНАРНОЙ СВЕРХЗВУКОВОЙ СТРУИ, СОЗДАВАЕМОЙ ГАЗОИМПУЛЬСНЫМ ГЕНЕРАТОРОМ
Выполнены экспериментальное исследование и численное моделирование зарождения и выхода ударной волны из сопла газоимпульсного генератора и формирования нестационарного струйного течения за его срезом применительно к устройствам газоимпульсной очистки поверхностей нагрева. На воздушном стенде проведено экспериментальное изучение структуры нестационарной сверхзвуковой недорасширенной струи при ее истечении в затопленное пространство и при распространении вдоль бокового экрана, моделирующего очищаемую поверхность. Для детального численного исследования ударно-волновой и вихревой структур струи привлекается метод моделирования крупных вихрей.  
Автор:  К. Н. Волков, В. Н. Емельянов, А. В. Ефремов, А. И. Цветков , П. С. Чернышов
Ключевые слова:  газоимпульсная очистка, импульсный генератор, ударная волна, сверхзвуковая недорасширенная струя, вихреразрешающее моделирование
Стр:  1285

РАЗВИВАЮЩЕЕСЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕЕ С МАЛЫМИ АМПЛИТУДАМИ ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ КАНАЛЕ
Представлена методика численного моделирования гидродинамики развивающегося установившегося пульсирующего с малыми амплитудами ламинарного течения несжимаемой ньютоновской жидкости в прямоугольном микроканале, основанная на теории пограничного слоя. Моделирование проводилось для течения с Re = 100–2000. Получены и проанализированы распределения коэффициентов гидравлического сопротивления и сопротивления трения течения по длине канала. Сделаны выводы о длине начального гидродинамического участка и об изменении амплитуды и фазы колебаний коэффициентов гидравлического сопротивления и сопротивления трения и продольной скорости. Определено распределение касательного напряжения, а также его амплитуды и фазы по периметру канала.  
Автор:  М. С. Пурдин
Ключевые слова:  гидродинамика, пульсации, прямоугольный канал, развивающееся ламинарное течение
Стр:  1296

АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЗАРЯЖАНИЯ ДЛЯ ПУШЕЧНОГО СТАРТА ГРУППЫ СУПЕРКАВИТИРУЮЩИХ УДАРНИКОВ
Выполнен анализ баллистических характеристик выстрелов и определена марка пороха для метательного заряда, обеспечивающего наименьший уровень силового воздействия на метаемую сборку, включающую группу суперкавитирующих ударников, при пушечном старте. Проведены параметрические исследования по определению условий заряжания баллистической установки для достижения необходимой дульной скорости метаемой сборки  
Автор:  В. В. Буркин, А. С. Дьячковский, А. Н. Ищенко, В. З. Касимов, К. С. Рогаев, А. Ю. Саммель, Н. М. Саморокова, А. Д. Сидоров, Е. Ю. Степанов
Ключевые слова:  условия заряжания, метательный заряд, групповое метание, суперкавитирующий ударник, параметрические исследования, математическая модель
Стр:  1309

ДЕТОНАЦИОННЫЙ РЕЖИМ ПРИ СЖИГАНИИ ГЕПТАНА И РЕАКТИВНОГО ТОПЛИВА JET A-1 В МАЛОГАБАРИТНОЙ КАМЕРЕ ДЛИНОЙ МЕНЕЕ 0.5 м
Работа посвящена исследованию динамики распространения волны горения в малогабаритной пульсирующей детонационной камере длиной менее 0.5 м, работающей на гептане и на реактивном топливе Jet A-1. Установлена связь скорости распространения волны горения и тяги пульсирующей детонационной камеры с видом топлива и соотношением компонентов смеси топливо–воздух–кислород. Максимальные скорость волны и тяга детонационной камеры достигаются независимо от вида топлива в смесях околостехиометрического состава, при этом реактивное топливо уступает гептану как по скорости горения (более чем в три раза), так и по развиваемой тяге (почти в два раза).    
Автор:  М. С. Ассад, О. Г. Пенязьков, И. И. Чернухо, Халед Альхусан
Ключевые слова:  детонация, гептан, реактивное топливо, скорость волны, реактивная тяга, коэффициент избытка горючего
Стр:  1316

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГАЗИФИКАЦИИ ТОРФА В ПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ, ОБОГАЩЕННОЙ КИСЛОРОДОМ, В НЕПОДВИЖНОМ СЛОЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ 1.5 МПа
Построена двумерная система параболических и гиперболических уравнений, описывающая аэродинамику, тепломассообмен и химическое реагирование газодисперсной среды в фиксированном слое. Исследовано влияние скорости движения частиц и содержания H2O в паровоздушной смеси на температурные и концентрационные поля фаз, механический недожог, шлакование колосниковой решетки, устойчивость (стабилизацию) и стационарность процесса газификации, калорийность синтетического газа. Предложен оригинальный способ подачи угольной пыли в горелки с использованием генераторного газа в качестве рабочей среды, эжектирующей мелкодисперсную пыль.  
Автор:  Б. Б. Рохман
Ключевые слова:  неподвижный слой, уголь, теплопроводность, теплообмен, парокислородная газификация, кондуктивный и радиационный теплообмен, температура, химические реакции
Стр:  1320

ПОЛУЧЕНИЕ ФТОРИДА ВОДОРОДА ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА С ВОДОРОДОМ И КИСЛОРОДОМ В РЕЖИМЕ ГОРЕНИЯ. ЭКСПЕРИМЕНТ
В ходе экспериментов на пилотной установке с вертикальным цилиндрическим реактором типа "туннельная горелка", внутренний диаметр которого равен 142 мм, установлено, что при подаче в реактор UF6, H2 и O2 при мольном соотношении компонентов, близком к 1:3:1 соответственно, и числе Рейнольдса течения холодной смеси порядка 10 000 формируется стабильный факел диффузионного горения, инициируемого самовоспламеняющейся парой фтор–аммиак при расходе фтора порядка 0.5% от расхода UF6. Основным урансодержащим продуктом пламенного процесса являлась смесь оксидов урана, в основном UO2 и U3O8, в которой присутствовал ковалентно связанный с ураном фтор в основном в форме UF4 и UO2F2 в количестве 0.1–3%. Основным фторсодержащим продуктом являлась плавиковая кислота с содержанием фторида водорода более 95%. На основе полученных данных может быть разработана технология получения безводного фторида водорода из обедненного гексафторида урана.  
Автор:  Д. С. Пашкевич, Ю. И. Алексеев, Д. А. Мухортов , П. С. Камбур, В. Б. Петров2 , Д. А. Баженов, А. Р. Зимин, П. А.Смолкин, В. В. Капустин
Ключевые слова:  фторид водорода, обедненный гексафторид урана, оксиды урана, горение
Стр:  1335

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИНТЕЗА МИКРОННЫХ ЧАСТИЦ ТИТАНАТА БАРИЯ В ОСЕСИММЕТРИЧНОМ ПРЯМОТОЧНОМ И ТРЕХЗОННОМ РЕАКТОРАХ
Изучаются режимы тепло- и массопереноса в пористой среде, состоящей из газовых и твердых реагентов и продуктов синтеза микронных частиц при движении фронта горения в цилиндрических каналах с учетом тепловой и массовой дисперсий. Предложена модель трехзонного реактора и проведен сравнительный анализ влияния дисперсии на процесс работы проточного и трехзонного реакторов. Сопоставлены результаты моделирования для различных геометрических параметров реакторов синтеза. Проведено сравнение результатов расчетов синтеза титаната бария с расчетом модели без тепловой дисперсии. Отмечены преимущества трехзонного реактора.  
Автор:  А. А. Марков
Ключевые слова:  синтез оксидов при горении углерода, трехзонный и прямоточный реакторы, явление перегрева, двухтемпературная модель, дисперсия
Стр:  1343

ВЯЗКОСТНЫЕ СВОЙСТВА НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Проведены исследования по оценке реологических свойств сточных вод, содержащих различные количества нефтепродуктов. Изучены зависимости плотности и динамической вязкости водонефтяных эмульсий от содержания нефтепродуктов в них. В качестве нефтепродуктов выбраны керосин и моторное масло. Для сравнения результатов расчетов вязкости водонефтяных эмульсий с соответствующими экспериментальными данными выполнено моделирование свойств указанных эмульсий с использованием различных корреляционных зависимостей и уравнений Эйнштейна и Сафарова.   
Автор:  Е. С. Дремичева, А. Г. Лаптев
Ключевые слова:  нефтесодержащие сточные воды, водонефтяные эмульсии, плотность, динамическая вязкость
Стр:  1358

ЗАКОНОМЕРНОСТИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПРИ ФОРМОВАНИИ ПЛОСКОЙ ВЯЗКОУПРУГОЙ ПЛЕНКИ
Исследуются процессы теплообмена и неизотермической кристаллизации при формировании плоской вязкоупругой полимерной пленки с использованием верхней конвективной модели Максвелла, в которой теплофизические свойства, вязкость и время релаксации полимера зависят от его температуры и степени кристалличности. Математическая модель дополняется уравнением кинетики неизотермической кристаллизации. Задача решена численно методом конечных разностей  
Автор:  Баранов А. В.
Ключевые слова:  вязкоупругая жидкость, теплообмен, плоская полимерная пленка, кристаллизация
Стр:  1363

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЧ РАЗРЯДА ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ С ПРОДУВОМ ГАЗА В НЕЛОКАЛЬНОМ ПРИБЛИЖЕНИИ: ЭЛЕКТРО- И ПЛАЗМОДИНАМИКА
Исследуются электро- и плазмодинамические параметры высокочастотного разряда при пониженном давлении (13.3–200 Па) с продувом газа в нелокальном приближении. Рассматривается разряд в цилиндрической разрядной трубке в среде аргона. Течение в начале разрядной трубки происходит в режиме сплошной среды, тогда как в области плазменного сгустка и дальше вниз по потоку режим течения меняется на свободно-молекулярный. В связи с этим построена гибридная математическая модель, включающая уравнение Больцмана для нейтрального газа и уравнения баланса концентрации и энергии электронов в приближении сплошной среды. Уравнения для частиц плазмы дополняются уравнениями Максвелла, преобразованными к телеграфным уравнениям относительно высокочастотной электрической напряженности. Приводятся результаты расчета электрической напряженности, концентрации электронов и электронной температуры в разрядной трубке. Показано, что учет нелокальности является существенным фактором в моделировании высокочастотного индукционного разряда с продувом газа, обеспечивающим эффективный перенос заряженных частиц из области генерации в рабочую камеру.  
Автор:  А. Ю. Шемахин, В. С. Желтухин, Е. Ю. Шемахин
Ключевые слова:  ВЧ индукционный разряд, пониженное давление, математическая модель
Стр:  1368

ПЛАЗМОХИМИЧЕСКАЯ КОНВЕРСИЯ ОТРАБОТАННЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Выполнен термодинамический анализ с использованием универсальной программы TERRA, который позволил определить оптимальные параметры процесса плазмохимической конверсии отработанных смазочных материалов для различных газифицирующих агентов (воздух, водяной пар). На основе расчетов предложена замкнутая схема их комплексной плазмохимической переработки, являющаяся безотходным методом конверсии отходов. Этот метод позволяет одновременно получать синтез-газ, пригодный для производства метанола и электроэнергии, и выделять ценные цветные и редкие металлы в чистом виде с минимальным ущербом для окружающей среды  
Автор:  В. Е. Мессерле, А. Л. Моссэ, Г. Паскалов, Ж. Ж. Ситдиков, А. Б. Устименко
Ключевые слова:  плазмохимическая переработка, отработанные смазочные материалы, синтез-газ, ценные металлы, эколого-экономические показатели
Стр:  1377

ПЛАЗМОХИМИЧЕСКАЯ КОНВЕРСИЯ ОТРАБОТАННЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Выполнен термодинамический анализ с использованием универсальной программы TERRA, который позволил определить оптимальные параметры процесса плазмохимической конверсии отработанных смазочных материалов для различных газифицирующих агентов (воздух, водяной пар). На основе расчетов предложена замкнутая схема их комплексной плазмохимической переработки, являющаяся безотходным методом конверсии отходов. Этот метод позволяет одновременно получать синтез-газ, пригодный для производства метанола и электроэнергии, и выделять ценные цветные и редкие металлы в чистом виде с минимальным ущербом для окружающей среды.  
Автор:  В. Е. Мессерле, А. Л. Моссэ, Г. Паскалов, Ж. Ж. Ситдиков А. Б. Устименко
Ключевые слова:  плазмохимическая переработка, отработанные смазочные материалы, синтез-газ, ценные металлы, эколого-экономические показатели
Стр:  1377

ГЕНЕРАЦИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА ФОРВАКУУМНЫМ ПЛАЗМЕННЫМ ИСТОЧНИКОМ С ОДИНОЧНЫМ ЭМИССИОННЫМ КАНАЛОМ ПРИ НАЛИЧИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Рассмотрено влияние продольного магнитного поля в разрядно-эмиссионной системе форвакуумного плазменного источника электронов на условия генерации сфокусированного электронного пучка с высокой удельной мощностью. Показано, что создание магнитного поля с индукцией до 0.4 мТл обеспечивает возможность расширения эмиссионного канала, и, соответственно, увеличение тока и плотности тока электронного пучка при сохранении электрической прочности ускоряющего промежутка. В результате плотность мощности электронного пучка форвакуумного плазменного источника электронов повышена до величины q = 1.5  ⋅  106 Вт/см2 .  
Автор:  И. Ю. Бакеев, А. А. Зенин, А. С. Климов, Е. М. Окс
Ключевые слова:  электронный пучок, плазменный источник электронов, эмиссионный канал, магнитная фокусировка, продольное магнитное поле, форвакуумная область давлений.
Стр:  1390

ГЕНЕРАЦИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА ФОРВАКУУМНЫМ ПЛАЗМЕННЫМ ИСТОЧНИКОМ С ОДИНОЧНЫМ ЭМИССИОННЫМ КАНАЛОМ ПРИ НАЛИЧИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Рассмотрено влияние продольного магнитного поля в разрядно-эмиссионной системе форвакуумного плазменного источника электронов на условия генерации сфокусированного электронного пучка с высокой удельной мощностью. Показано, что создание магнитного поля с индукцией до 0.4 мТл обеспечивает возможность расширения эмиссионного канала, и, соответственно, увеличение тока и плотности тока электронного пучка при сохранении электрической прочности ускоряющего промежутка. В результате плотность мощности электронного пучка форвакуумного плазменного источника электронов повышена до величины q = 1.5  ⋅  106 Вт/см2 .  
Автор:  И. Ю. Бакеев, А. А. Зенин, А. С. Климов, Е. М. Окс
Ключевые слова:  электронный пучок, плазменный источник электронов, эмиссионный канал, магнитная фокусировка, продольное магнитное поле, форвакуумная область давлений
Стр:  1390

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ
Смоделированы термодинамические процессы выделения фаз, существенно влияющие на температурные характеристики жаропрочных никелевых сплавов. С помощью эмпирического подхода впервые получены новые соотношения элементов Kg' и Kg , которые учитывают совместное влияние легирующих элементов на температуру многокомпонентных композиций литейных жаропрочных сплавов. Установлено, что с увеличением соотношения Kg' повышаются критические температуры, а следовательно, тепловая стабильность всей системы. Расчетные значения критических температур для сплавов ЖС3ЛС-М и ЗМИ-3У хорошо согласуются с экспериментальными. Построены зависимости соотношения Kg от системы легирования, исследовано влияние легирования на температуру ликвидус сплавов. Приведены соотношения содержания легирующих элементов и регрессионные модели, с помощью которых можно прогнозировать ширину температурного интервала кристаллизации и оптимальную температуру гомогенизации для конкретного сплава.  
Автор:  А. А. Глотка, С. В. Гайдук  , В. Ю. Ольшанецкий
Ключевые слова:  литейные жаропрочные никелевые сплавы, термодинамические процессы выделения фаз, критические температуры
Стр:  1397

INFLUENCE OF THE TEMPERATURE AND CYCLIC DEFORMATIONS OF (BixSb1–x)2TE3 FILMS ON THEIR RESISTANCE
Results of investigations on the influence of the temperature and cyclic alternating mechanical deformations of (BixSb1–x)2Te3 films on their resistance are presented. The mechanism of electrical conductivity of these films is analyzed  
Автор:  Kh. S. Daliev, M. M. Ahmedov, M. K. Onarkulov
Ключевые слова:  substrate, condensation, strain gauge, tensosensitivity, deformation, polycrystal, dislocations
Стр:  1403

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ