ТОМ 89, №1


О ТРАНСФОРМАЦИИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗЕРНИСТОГО СЛОЯ ПРИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
Исследован процесс нагрева зернистого слоя фильтрующимся воздухом в условиях перехода неподвижного слоя в кипящий. Получена безразмерная зависимость для расчета времени разогрева.
Автор:  Е. А. Пицуха, Ю. С. Теплицкий, В. А. Бородуля, А. Р. Рослик
Ключевые слова:  неподвижный продуваемый слой, скорость начала псевдоожижения, переход в псевдоожи - женное состояние, время нагрева, неизотермическая фильтрация
Стр:  3

КОНВЕКТИВНО-ДИФФУЗИОННАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА СЕДИМЕНТИРУЮЩЕЙ МАЛОКОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ ВЗВЕСИ СТОКСОВСКИХ ЧАСТИЦ В ПЛОСКОМ КАНАЛЕ. ЧАСТЬ I
Разработана конвективно-диффузионная модель осаждения твердых стоксовских частиц из движущейся в режиме идеального вытеснения дисперсионной фазы в плоском канале в виде начально-краевой задачи относительно функции распределения частиц по размерам, решение которой получено в аналитическом виде. Коэффициент перемешивания найден из гидродинамической аналогии с турбулентной вязкостью, а кинетические коэффициенты осаждения на "смоченных" поверхностях определены при условии, что частицы вблизи стенок утрачивают конвективную составляющую скорости, но сохраняют броуновскую и стоксовскую. Полученные результаты расчетов не противоречат общепринятым представлениям о сепарации твердой фазы взвесей из потоков на поверхности осаждения
Автор:  А. В. Ряжских, А. А. Богер, М. И. Слюсарев, В. И. Ряжских
Ключевые слова:  полидисперсная взвесь, конвективно-диффузионная модель, функция распределения, осаж - дение
Стр:  10

КОНВЕКТИВНО-ДИФФУЗИОННАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА СЕДИМЕНТИРУЮЩЕЙ МАЛОКОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ ВЗВЕСИ СТОКСОВСКИХ ЧАСТИЦ В ПЛОСКОМ КАНАЛЕ. ЧАСТЬ II
С использованием аналитического выражения для локальной функции распределения частиц по размерам при течении малоконцентрированной полидисперсной взвеси, дисперсионная фаза которой движется в турбулентном режиме, имитируемом моделью идеального вытеснения, проведена количественная оценка закономерностей формирования полей массовой концентрации в потоке по сечению и длине канала, толщин осадков на верхней и нижней "смоченных" поверхностях и их фракционного состава в зависимости от интенсивности перемешивания и дисперсного состава взвеси.
Автор:  А. В. Ряжских, А. А. Богер, М. И. Слюсарев, В. И. Ряжских
Ключевые слова:  полидисперсная взвесь, массовая концентрация, локальная толщина осадка, функция рас - пределения частиц по размерам
Стр:  19

ПРОНИЦАЕМОСТЬ ПОЛЫХ МИКРОСФЕРИЧЕСКИХ МЕМБРАН ПО ОТНОШЕНИЮ К ГЕЛИЮ
Работа посвящена исследованию сорбционных характеристик различных полых микросферических мембран с целью выявления частиц, наиболее подходящих для применения в мембранно-сорбционных технологиях выделения гелия из природного газа. Экспериментально показана проницаемость исследуемых сорбентов для гелия и их непроницаемость для воздуха и метана. Получены сорбционно-десорбционные зависимости исследуемых сорбентов, из которых рассчитаны параметры удельной гелиевой проницаемости для сорбентов. Установлено, что физико-химическая модификация исходных частиц значительно влияет на коэффициент гелиевой проницаемости сорбента. Ценосферы, прошедшие специальную обработку, продемонстрировали высокую эффективность в качестве мембран для селективного извлечения гелия.
Автор:  В. Н. Зиновьев, И. В. Казанин, А. Ю. Пак, А. С. Верещагин, В. А. Лебига, В. М. Фомин
Ключевые слова:  микросферы, ценосферы, мембраны, проницаемость, гелий, разделение газов, мембранно- сорбционный метод
Стр:  24

РЕГУЛЯРНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ И ВЛИЯНИЕ КРИТЕРИЕВ ПОДОБИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА НА ПРОЦЕСС КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ ПОРИСТОЙ КЕРАМИКИ
Приведены результаты исследования кинетики сушки пористой керамики на основе теории регулярного режима. Рассмотрено влияние основных критериев тепломассопереноса на процесс сушки пористой керамики. Определены основные теплофизические характеристики пористой керамики
Автор:  А. И. Ольшанский
Ключевые слова:  темп нагревания влажного тела, темп убыли влагосодержания, среднеинтегральная тем - пература, критерии подобия тепломассопереноса
Стр:  37

ПРИМЕНЕНИЕ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕННОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
Проведен аналитический обзор теоретических и экспериментальных данных по СВЧ-измельчению угля. В результате выполненной работы обоснована актуальность микроволновой обработки (МВО) угля для получения измельченного топлива, что в свою очередь положительно влияет на эффективность работы ТЭС. Кроме того, рассмотрены положительные аспекты СВЧ-измельчения применительно к коксу.
Автор:  Вл. В. Саломатов, С. Э. Пащенко, С. О. Сладков, Вас. В. Саломатов
Ключевые слова:  СВЧ-поле, МВО, уголь, измельчение, физические основы, экспериментальные данные
Стр:  49

ИМПУЛЬСНЫЙ МЕТОД ИНТЕНСИФИКАЦИИ МАССОПЕРЕНОСА В ЭЛАСТИЧНЫХ КАНАЛАХ
Исследуется кинетика внутреннего массопереноса при парообразовании жидкостей в упругих капиллярных системах, в которых при интенсивном тепловом воздействии поперечные размеры пор могут как уменьшаться, так и увеличиваться. Структурные преобразования в материале являются следствием его осушения. Предполагается, что радиус канала изменяется одновременно по всей длине синхронно с движением межфазной поверхности. Принципиально возможны три схемы: изменение происходит равномерно в течение процесса, на начальном этапе быстрее, чем на завершающем, и наоборот. Ограниченное по времени дополнительное тепловое воздействие в период, вносящий основной вклад в общую продолжительность процесса, способно существенно интенсифицировать массообмен с минимальными энергозатратами.
Автор:  В. Л. Малышев
Ключевые слова:  массоперенос, эластичные каналы, тепловое воздействие
Стр:  63

ВЕРИФИКАЦИЯ МОДЕЛИ ПЕРЕНОСА СДВИГОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ЕЕ МОДИФИКАЦИЙ НА ПРИМЕРЕ РАСЧЕТА ТУРБУЛЕНТНОГО ОБТЕКАНИЯ ПОЛУКРУГОВОГО ПРОФИЛЯ ПОД НУЛЕВЫМ УГЛОМ АТАК
Проведен сравнительный анализ различных версий модели переноса сдвиговых напряжений Ментера, в том числе с коррекцией на кривизну линий тока, применительно к периодическому процессу обтекания полукругового профиля под нулевым углом атаки при Re = 45 000. Сопоставление расчетных значений осредненных по периоду колебаний коэффициента подъемной силы С у аэродинамических коэффициентов Cx , C y и поверхностного распре - деления коэффициента давления с экспериментальными данными показало предпочтительность применения модели переноса сдвиговых напряжений Ментера, модифицированной в рамках подхода Роди–Лешцинера–Исаева с использованием корректирующей вихревую вязкость обратной линейной функции от турбулентного числа Ричардсона с полуэмпирической константой Исаева–Харченко–Усачова 0.02. Проанализированы погрешности примененных в расчетах многоблочных вычислительных технологий, основанных на пересекающихся структурированных сетках различного масштаба. Обсуждается взаимосвязь эволюции вихревой структуры течения с распределениями интегральных силовых характеристик профиля на периоде колебаний С у .
Автор:  С. А. Исаев, П. А. Баранов, Ю. В. Жукова, Е. И. Калинин, Дж. Дж. Мяу
Ключевые слова:  вихревая аэромеханика, периодический процесс, полукруговой профиль, модель переноса сдвиговых напряжений Ментера
Стр:  70

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОДВОДНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С ПРЕПЯТСТВИЕМ ПРИ НАЛИЧИИ ПУЗЫРЬКОВОГО ЭКРАНА
Описан модифицированный метод Годунова, предназначенный для интегрирования гиперболических уравнений обобщенно-равновесной модели в дивергентной форме, с использованием которого исследована задача взаимодействия подводной ударной волны с препятствием в присутствии пузырькового экрана.
Автор:  В. С. Суров
Ключевые слова:  односкоростная многокомпонентная смесь, гиперболические системы уравнений, метод Годунова, линеаризованный риманов решатель, математическое моделирование
Стр:  86

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ СТОЛКНОВЕНИЯ КАПЕЛЬ ВОДЫ В ПОТОКЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ГАЗОВ
С использованием высокоскоростной видеорегистрации и кросскорреляционной "трассерной" визуализации исследованы закономерности процессов столкновения капель воды (характерные параметры — радиусы 0.025–0.25 мм, скорости движения 0.5–12 м/с, относительная концентрация 0.001–0.0012 м3 капель жидкости в 1 м 3 газа) при их движении в потоке высокотемпературных (около 1100 К) газов. Выделены характерные последствия столкновения двух капель, при которых образуются объединенные капли (происходит коагуляция),  реализуются условия разлета или дробления последних. Установлены значения чисел Вебера и Рейнольдса для капель до и после столкновений. В результате статистического анализа определены влияния скоростей движения, размеров и угла пересечения траекторий перемещения капель на последствия столкновений
Автор:  Д. В. Антонов, Р. С. Волков, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак
Ключевые слова:  капли жидкости, капельный поток, столкновение, дробление, разлет, высокотемпературные газы, скоростная видеорегистрация

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ НА ИСПАРЕНИЕ И КОНДЕНСАЦИЮ ВОДНЫХ СИСТЕМ
Представлены результаты исследования динамического поверхностного натяжения, электризации поверхности и скорости испарения (конденсации) водных систем.
Автор:  Н. Н. Кочурова, О. П. Коротких, Н. Г. Абдулин, Е. Р. Айрапетова, Р. Р. Караев, G. Petzold
Ключевые слова:  динамическое поверхностное натяжение, температурная инверсия, электризация, коэффи - циент конденсации
Стр:  104

MIXED CONVECTIVE FLOW OF AN ELASTICO-VISCOUS FLUID PAST A VERTICAL PLATE IN THE PRESENCE OF THERMAL RADIATION AND CHEMICAL REACTION WITH AN INDUCED MAGNETIC FIELD
The purpose of the study is to investigate the steady, two-dimensional, hydromagnetic, mixed convection heat and mass transfer of a conducting, optically thin, incompressible, elastico-viscous fluid (characterized by the Walters' B′ model) past a permeable, stationary, vertical, infinite plate in the presence of thermal radiation and chemical reaction with account for an induced magnetic field. The governing equations of the flow are solved by the series method, and expressions for the velocity field, induced magnetic field, temperature field, and the skin friction are obtained.
Автор:  Utpal Jyoti Das
Ключевые слова:  elastico-viscous fluid, vertical plate, mixed convection, thermal radiation, chemical reaction, induced magnetic field
Стр:  109

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА И ХИМИЧЕСКОГО РЕАГИРОВАНИЯ ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА ДИССОЦИИРУЮЩЕГО ГАЗА
Представлены результаты исследований теплообмена закрученного потока, реагирующего с поглощением тепла газа в цилиндрическом канале. Проведенный анализ показывает, что вблизи от входа в трубу теплоотдача растет с закруткой потока, вниз по потоку — уменьшается. Для интенсификации теплообмена необходимо организовать течение таким образом, чтобы область с преобладанием центробежных сил занимала значительную часть канала.
Автор:  О. В. Матвиенко, А. М. Бубенчиков
Ключевые слова:  закрученные течения, теплообмен, химическое реагирование, вычислительная гидродинамика
Стр:  118

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОДОРИЗАЦИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА
Построена модель одоризации природного газа на основе системы уравнений движения вязкой сжимаемой теплопроводной двухкомпонентной среды с учетом диффузии одоранта. Выполнены расчеты конвективного и диффузионного перемешивания в канале основного потока газообразного метана, взаимодействующего с его боковыми струями, содержащими одорирующий газ. Рассмотрены режимы течения при различных скоростях газа в основном и боковом каналах и описан процесс выравнивания концентрации одоранта за счет конвективного и диффузионного механизмов.
Автор:  А. Л. Тукмаков, Б. Р. Мубаракшин, В. Г. Тонконог
Ключевые слова:  одоризация, одорант, природный газ, вязкая сжимаемая теплопроводная двухкомпонент - ная среда, конвективное и диффузионное перемешивание
Стр:  127

ИСПАРЕНИЕ КАПЕЛЬ ВОДЫ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ
Выполнено численное решение задачи тепломассопереноса при испарении капли воды, движущейся в пото ке высокотемпературных (до 1200 К) газов, на базе системы нелинейных нестационарных дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих кондуктивный и радиационный теплоперенос в капле, а также сложный теплообмен на границе "жидкость–газ". Установлены значения скорости испарения воды. Показано, что зависимость скорости испарения от температуры поверхности капли имеет нелинейный характер. Определены характерные соотношения конвективного и лучистого тепловых потоков на поверхности капель (лучистый поток существенно превышает конвективный, при снижении разности температур газов и поверхности капли отличие между лучистым и конвективным тепловыми потоками уменьшается), времена "существования" (полного испарения) последних, а также температуры и концентрации паров воды и газов в окрестности капель. Вычисленные характеристики испарения капель воды в условиях высоких температур газовой среды значительно отличаются от полученных в рамках "диффузионной" модели испарения. Выполнено сопоставление результатов численного моделирования с экспериментальными данными, полученными при использовании высокоскоростных панорамных оптических методов "трассерной" визуализации
Автор:  О. В. Высокоморная, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак
Ключевые слова:  тепломассоперенос, испарение, капля, вода, газовая среда, высокие температуры
Стр:  133

РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ПЛАВЛЕНИЯ ЧАСТИЦЫ КВАРЦА В УСЛОВИЯХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ
Рассмотрен процесс плавления частицы кварца в условиях низкотемпературной плазмы. Математически
смоделированы этапы плавления частицы кварца в экспериментальной электроплазменной установке и установлено значение предельного радиуса расплавления частиц

Автор:  В. А. Власов, О. Г. Волокитин, Г. Г. Волокитин, Н. К. Скрипникова, В. В. Шеховцов
Ключевые слова:  низкотемпературная плазма, электроплазменная установка, частица кварца, высоко крем - неземистый расплав, математическая модель, теплообмен

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОРИЕНТИРОВАННЫХ БРЫЗГАЛЬНЫХ СОПЕЛ ДЛЯ ПРИДАНИЯ ВРАЩЕНИЯ ПАРОВОЗДУШНОМУ ПОТОКУ В НАДОРОСИТЕЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ БАШЕННОЙ ИСПАРИТЕЛЬНОЙ ГРАДИРНИ
Статья рассматривает вопрос улучшения тепловой эффективности башенных испарительных градирен за счет вращательного движения паровоздушного потока в надоросительном пространстве. Для придания вращения предложено использовать импульс разбрызгиваемой воды. Показано, что при существующих в настоящее время параметрах разбрызгивающих сопел в поступательное движение воздуха может быть переведено до 30% импульса водяного потока, что достаточно для существенного изменения аэродинамики паровоздушного потока в надоросительном пространстве и улучшения работы градирни. Оценен оптимальный угол наклона оси факела. Даны рекомендации и поставлены задачи для технической реализации данной технологии на башенной градирне.
Автор:  К. В. Добрего, В. Ф. Давыденко, И. А. Козначеев
Ключевые слова:  брызгальная градирня, оптимизация теплообмена, капельный поток
Стр:  148

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА В ЭЖЕКЦИОННОМ АППАРАТЕ
Представлены результаты численного моделирования тепло- и массообмена в эжекционном аппарате при конденсации компонентов парогазовой смеси на холодных каплях рассола. Локальные параметры рабочих потоков определялись решением системы дифференциальных уравнений теплообмена с учетом гидродинамической картины. Расчеты проводились при условии, что факел жидкости имеет горизонтальную направленность. Выведена формула Стефана применительно к сферической системе координат. Сопоставлены и проанализированы результаты расчетов тепло- и массообмена с учетом и без учета конденсации паров воды совместно с парами углеводородов. Сделана оценка влияния стенок аппарата и каплеуловителя на общий процесс тепло- и массопереноса. Результаты моделирования позволили количественно оценить влияние принимаемой толщины диффузионного пограничного слоя на эффект охлаждения паровоздушной смеси.
Автор:  М. М. Кологривов, В. П. Бузовский
Ключевые слова:  контактный теплообменник, тепло- и массообмен, конденсация, диффузия, эжекционный аппарат, парогазовая смесь, капли рассола
Стр:  158

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА С УЧЕТОМ ЛУЧИСТОГО ТЕПЛООБМЕНА МЕЖДУ ЧАСТЯМИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
Разработан методический подход к определению теплового состояния в точке на поверхности изотермического элемента малого космического аппарата. Описана математическая модель теплообмена между поверхностями сложной геометрической конфигурации, в которой учтено внешнее поле лучистых потоков и взаимное дифференцированное влияние поверхностей. Предложен алгоритм расчета распределения плотности потока излучения, поглощаемого элементами поверхности исследуемого объекта. Выполнен расчет поля температур на боковой поверхности космического аппарата при солнечном освещении и на его теневой стороне. На примере определения теплового состояния магнитных органов системы ориентации проведена оценка вклада излучения, исходящего от панелей солнечных батарей и поверхности космического аппарата.
Автор:  О. М. Алифанов, А. В. Палешкин, В. В. Терентьев, С. О. Фирсюк
Ключевые слова:  теплообмен излучением, тепловой баланс, изотермические элементы поверхности, погло - щательная способность, степень черноты, космический аппарат
Стр:  170

ЗАДАЧА КРАТКОВРЕМЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЖИДКОГО И АМОРФНОГО ТЕЛ
Предложена модель кратковременного взаимодействия жидкого и аморфного тел с граничными условиями третьего рода в аморфном теле без конвективного потока массы. Рассмотрен теплофизический аспект формирования температурного ощущения медико-биологического объекта (МБО) при соприкосновении с жидким телом с другой температурой. Методика кратковременных измерений в стадии иррегулярного теплового режима (импульсный метод) применена для исследования тепловой активности разных анатомических участков кожи МБО в зависимости от ее температуры. Экспериментально показано, что с увеличением температуры тепловая активность возрастает и находится в пределах 640−1800 Дж/(м 2 ⋅ К ⋅ с 0.5 ). Суммарная относительная погрешность метода измерений тепловой активности составила ~5%. Аналитический расчет температуры поверхности МБО при соприкосновении предложено моделировать как комбинацию температур в жидкой и твердой средах, применяя критерий процентного влагосодержания в медико-биологическом объекте
Автор:  Д. С. Симанков
Ключевые слова:  иррегулярный тепловой режим, кратковременные измерения, тепловая активность, жид - кость, медико-биологический объект, термический ожог
Стр:  177

МЕТОД ВЗВЕШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ФУНКЦИИ
Предложен метод взвешенной температурной функции для приближенного решения краевых задач нестационарной теплопроводности. Его основу составляют системы из тождественных равенств относительно взвешенной температурной функции. Метод исследован при решении симметричных задач в обобщенной постановке с граничными условиями первого, второго и третьего рода. Полученные данные свидетельствуют о высокой эффективности и сходимости метода.
Автор:  В. А. Кот
Ключевые слова:  уравнение теплопроводности, приближенный метод, интегральные тождественные ра - венства, граничные функции, температурный профиль
Стр:  183

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА И УСЛОВИЙ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА РЕАГИРУЮЩЕГО ГАЗА
Представлены результаты исследований теплообмена и условий воспламенения турбулентного потока химически реагирующего газа. Получены аппроксимационные формулы для определения критических условий воспламенения турбулентного потока, длины предпламенной зоны и критерия теплоотдачи в докритическом и надкритическом режимах реагирования.
Автор:  О. В. Матвиенко
Ключевые слова:  турбулентные течения, теплообмен, химическое реагирование, воспламенение, вычисли - тельная гидродинамика
Стр:  203

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА
Статья посвящена вопросам численного моделирования рабочего процесса в многозонных камерах сгорания (КС) в составе газотурбинных установок для утилизации попутных нефтяных и других техногенных газов. Для исследования турбулентного течения и горения используется LES-метод с подсеточной моделью Смагоринского. Рассматриваются различные схемы подвода компонентов в зоны горения и разбавления. Приводится сравнение расчетных и экспериментальных данных по температуре в зоне горения.
Автор:  Н. Л. Бачев, О. А. Бетинская, Р. В. Бульбович
Ключевые слова:  камера сгорания, уравнения сохранения, модель турбулентного горения, граничные условия, дискретный аналог, коэффициент избытка воздуха
Стр:  212

МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ, СВОЙСТВ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СВС-СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ 4. ПОЛУЧЕНИЕ СВС-КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ МЕХАНОАКТИВИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Рассматривается влияние механохимической обработки минералов (кварца SiO2 , кальцита CaCO 3 и волла- стонита CaSiO3 ), используемых в качестве компонентов шихтовой смеси для СВ-синтеза керамики с высоким уровнем прочностных и теплофизических свойств. Установлен положительный эффект использования раз -личных модификаторов при механохимической обработке минералов, активирующих процесс горения. Подбор модификаторов обеспечивает повышение прочности синтезированных СВС-композитов в результате образования в продуктах синтеза волластонита, геленита, анортита и нитрида алюминия, а снижение теплопроводности связано с формированием ультрапористой структуры образцов. Показано, как при вариациях состава шихты из используемых природных минералов, условий ее механохимической обработки с модификаторами, а также размеров синтезируемого образца в режиме СВС может быть получен объект с высокими прочностными и теплофизическими свойствами.
Автор:  З. А. Мансуров, Н. Н. Мофа, Б. С. Садыков, Ж. Ж. Сабаев, А. Е. Баккара
Ключевые слова:  механохимия, кварц, кальцит, волластонит, модифицирование, СВ-синтез, керамика
Стр:  221

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУМЕРНЫХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ, ТЕМПЕРАТУРНЫХ И КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ В ИНЖЕКЦИОННОМ РЕАКТОРЕ ХИМИЧЕСКОГО ПАРОФАЗНОГО ОСАЖДЕНИЯ ДЛЯ СИНТЕЗА МАССИВОВ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
С помощью численного моделирования исследованы особенности двумерных осесимметричных газодинамических, концентрационных и тепловых полей, возникающих в инжекционном реакторе химического парофазного осаждения при синтезе массивов углеводородных нанотрубок из углеводородов и металлоорганических соединений. Установлено, что даже при ламинарном потоке газофазной смеси у поверхности подложки реактора образуются вихри, вносящие существенную неоднородность в газовый поток. Проанализировано, как изменения газодинамического и температурного полей могут влиять на неоднородность характеристик массива нанотрубок, выращиваемого на поверхности подложки. Проведены параметрические расчеты зависимостей скорости потока газа, его температуры и концентраций реагентов в реакторе от расхода углеводорода, температуры процесса и длины инжекционной иглы. Расчеты показали, что режимы прогрева и смешивания реагентов в инжекционном реакторе химического парофазного осаждения соответствуют режиму реактора идеального перемешивания. Полученные результаты могут быть использованы для определения рабочего режима реактора химического парофазного осаждения инжекционного типа, обеспечивающего высокую скорость роста углерод ных нанотрубок при однородности их массива на поверхности подложки
Автор:  С. И. Футько, А. Д. Чорный, Б. Г. Шулицкий, В. А. Лабунов
Ключевые слова:  химическое парофазное осаждение, инжекционный реактор ХПО, углеродные нанотрубки, массив нанотрубок, металлоорганика, этанол, углеводород, осесимметричное течение, вихревой поток, реак - тор идеального перемешивания
Стр:  229

ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА СМЕСИ РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗОВ CH 4 –N 2
Рассмотрена область применения смеси разреженных нейтральных газов метан–азот, проведены анализ и обобщение опытных данных о транспортных свойствах этой смеси и ее компонентов на основе соотношений молекулярно-кинетической теории с использованием потенциалов парных однородных и перекрестных взаимо - действий молекул CH4 и N2. С помощью нелинейного весового метода наименьших квадратов восстановлены параметры трех сферически симметричных трехпараметрических потенциалов взаимодействия Леннарда- Джонса m-6 с варьируемой жесткостью отталкивательной ветви. Рассчитаны таблицы справочных данных о вязкости указанной смеси и коэффициенте взаимной диффузии ее компонентов в интервалах концентраций 0–1 и температур 100–1150 К. С помощью матрицы ошибок параметров потенциалов сделаны оценки доверительных погрешностей в определении свойств смеси. Проведено сравнение результатов расчетов с ранее полученными справочными данными для рассматриваемой смеси газов.
Автор:  Л. Р. Фокин, А. Н. Калашников
Ключевые слова:  смесь газов, коэффициент взаимной диффузии, молекулярно-кинетическая теория, инте - грал столкновений, потенциал взаимодействия, доверительная погрешность
Стр:  240

ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ С ТРЕБУЕМЫМИ СВОЙСТВАМИ
На основе математического и компьютерного моделирования исследована задача оптимального проектирования композиционных материалов и конструкций с требуемыми свойствами плоской и криволинейной симметрии в вариационной постановке и проведен численный анализа их структуры. С использованием теории продолжения по параметру и конструктивного анализа дифференциальных уравнений, описывающих изменение свойств композиционных конструкций, разработана эффективная методика нелокальной оптимизации структуры таких конструкций с целью придания им необходимых свойств.
Автор:  Е. Л. Гусев, В. Н. Бакулин
Ключевые слова:  оптимальное проектирование, неоднородные структуры, композиционные материалы, ва - риационная постановка, принцип максимума Понтрягина
Стр:  250

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРОСПИННИНГА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКОН КОРОТКОЙ ДЛИНЫ
Приведен краткий литературный обзор работ, посвященных методу стандартного электроспиннинга, который используется для получения наноразмерных длинных волокон. Даны описания экспериментальных установок — первого варианта и нового модифицированного импульсного электроспиннинга. В настоящей статье приведены результаты работ по получению коротких волокон с помощью импульсного электроспиннинга, представлены данные экспериментально полученных коротких волокон из таких полимеров как полиметилметакрилат, ацетат целлюлозы.
Автор:  Е. Т. Алиев, Б. М. Дабынов, Д. У. Бодыков, У. С. Мусабеков, З. А. Мансуров
Ключевые слова:  импульсный электроспиннинг, короткие наноразмерные волокна, конус Тейлора, ацетат целлюлозы
Стр:  256

ЭВОЛЮЦИЯ ДВУХСЛОЙНОГО ОКСИДНОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ ПЕРВОГО КОНТУРА В ХОДЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
Представлен анализ закономерностей массопереноса для равномерного оксидного покрытия на поверхности контура. В результате расчета уточнено распределение потоков магнетита и частиц взвесей продуктов коррозии, осаждающихся на поверхность проточной части, а также распределение потоков растворенного железа, выходящего из стали, по длине гидравлического тракта первого контура установки типа БРЕСТ. Получены закономерности процесса массопереноса для первого контура типа БРЕСТ с учетом переменной в течение времени толщины оксидного покрытия. Показано распределение толщины магнетитного и шпинельного подслоев на поверхности стали по длине циркуляционного контура типа БРЕСТ через 365 сут от начала эксплуатации в номинальном режиме.
Автор:  импульсный электроспиннинг, короткие наноразмерные волокна, конус Тейлора, ацетат целлюлозы
Ключевые слова:  теплоноситель, массоперенос, примесь, кислород, оксид, сталь, свинец
Стр:  262

RHEOLOGICAL CONSEQUENCE OF THE BEHAVIOR OF THERMOVISCOELASTIC SUBSTANCES IN THE PRESENCE OF AN INSTANTANEOUS POINT HEAT SOURCE
A two-dimensional generalized thermoviscoelastic dynamic problem in the presence of a heat source is studied. The governing equations are expressed in the Laplace–Fourier transform domain and are solved with the use of the eigenvalue approach. The inversions are done numerically by the Bellman method and Gauss quadrature technique.
Автор:  Manoj K. Mondal and B. Mukhopadhyay
Ключевые слова:  thermoviscoelasticity, rheological property, vector matrix differential equation, relaxation function
Стр:  269