ТОМ 89, №6


ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УРАВНЕНИЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ МОДЕЛИ ТИПА "ЧЕРНЫЙ ЯЩИК" В СЛУЧАЕ НЕУСТОЙЧИВОСТИ
Технологическая система сложного вида рассмотрена как "черный ящик" со входом и выходом. Описан тепломассоперенос в этой системе при помощи обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами определенного порядка. Предложена методика использования "неустойчивых" уравнений для описания практических задач. Под неустойчивостью понимается, что полученный дифференциальный оператор имеет характеристические числа с положительной вещественной частью. Определены коэффициенты уравнения на основе анализа кривой отклика системы на возмущение в виде "ступеньки". Рассмотрен конкретный пример реализации предложенного алгоритма.
Автор:  А. И. Мошинский, А. В. Маркова, Л. Н. Рубцова, В. В. Сорокин, П. Г. Ганин
Ключевые слова:  тепломассоперенос, математическое моделирование, кривая разгона, идентифика- ция модели, неустойчивое поведение
Стр:  1365

О ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОМ МЕХАНИЗМЕ ДИССИПАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ПОРИСТЫХ ЭЛАСТОМЕРАХ В ПРИЛОЖЕНИИ К ПРОБЛЕМЕ НАГРЕВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН
Показано, что при циклических механичесхих нагрузках на пористый эластомер существуют режимы, при которых в результате необратимых процессов теплопереноса между газом и эластомером возникает ненулевой средний за период тепловой поток, направленный от газа в конденсированную фазу, компенсируемый диссипацией механической энергии от источника нагрузки. Оценено возможное влияние этого механизма диссипации на нагрев автомобильных шин. Обсуждаются возможные методы регистрации этого эффекта
Автор:  П. С. Гринчук, А. И. Шнип
Ключевые слова:  пористый эластомер, циклическая нагрузка, диссипация механической энергии, нагрев шин
Стр:  1375

СКОРОСТЬ ДИССИПАЦИИ ЭНЕРГИИ НИЗКОЧАСТОТНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ В ШИНЕ
Выведено выражение для скорости диссипации энергии в шине, учитывающее радиус колеса, скорость движения и величину нагрузки. После обработки на основе предложенной методики экспериментальных данных о нагреве резины протектора крупногабаритной шины выявлено, что около 30% энергии деформаций при движении шины под нагрузкой переходит в тепло, оценен коэффициент теплообмена шины с воздухом.
Автор:  П. С. Гринчук, С. П. Фисенко
Ключевые слова:  частота, стационарная температура, анализ размерностей, коэффициент тепло- обмена, испытание на стенде, эластомер
Стр:  1383

ТЕПЛООБМЕН С ВОЗДУХОМ И ПРОФИЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ В ДВИЖУЩЕЙСЯ КРУПНОГАБАРИТНОЙ ШИНЕ
Разработана одномерная математическая модель теплопереноса в шине с учетом диссипации энергии деформаций и теплообмена движущейся шины с воздухом. Рассчитаны профили средней температуры и рассмотрен переход к стационарному тепловому режиму. Количественно исследовано влияние скорости диссипации энергии и эффективной теплопроводности резины на поле температур.
Автор:  П. С. Гринчук, С. П. Фисенко
Ключевые слова:  локальная плотность скорости диссипации, коэффициент теплообмена, явная схема, эффективный радиус
Стр:  1387

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОФАЗНОГО ОСАЖДЕНИЯ МАТЕРИАЛА НА КРИВОЛИНЕЙНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ
В работе построена математическая модель, описывающая процесс газофазного осаждения материала на криволинейную пластину. На границе, где происходит осаждение, учтен конвективный теплообмен, теплообмен излучением и тепло- и массообмен в ходе присоединения вещества к поверхности. Предложен численный алгоритм нахождения профиля температуры в любой момент времени и приведены результаты и анализ численного расчета для различных материалов.
Автор:  Г. Н. Кувыркин, А. В. Журавский, И. Ю. Савельева
Ключевые слова:  газофазное осаждение, криволинейная поверхность, численное моделирование
Стр:  1392

ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ
В работе рассмотрены теплофизические процессы в автоматизированных системах управления тепло-
потреблением зданий (АСУТП), принципиальные схемы этих систем, математические модели, описывающие теплофизические процессы при их эксплуатации, представлен анализ адекватности математических моделей. Проведено сравнение эффективности работы систем и методов управления эффективностью. Определено, что эффективность работы АСУТП зависит от ее схемы и графика ЦКР (центрального качественного регулирования), а также от температуры низкопотенциального источника теплоты для системы с тепловым насосом.

Автор:  Е. А. Цынаева , А. А. Цынаева
Ключевые слова:  тепломассообмен, теплофизические процессы, теплопотребление, эффективность, автоматизированные системы управления
Стр:  1398

О ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ РЕЗИН И ИХ КОМПОНЕНТ
Представлены результаты исследования теплофизических свойств технического углерода различных марок, используемого в производстве шин, а также резиновых смесей, в том числе содержащих карелит. Проведен термоанализ (термогравиметрия, дифференциальный термический анализ) образцов резиновых смесей и порошкообразных наполнителей, позволивший выявить особенности термостабильности материалов. Полученные результаты важны для лучшего понимания проблемы критического перегрева сверхкрупногабаритных шин, решения задачи выбора оптимальных составов резиновых смесей, совершенствования технологий производства и утилизации резино-технических изделий.
Автор:  С. М. Данилова-Третьяк
Ключевые слова:  теплопроводность, удельная теплоемкость, резина, технический углерод, карелит
Стр:  1407

ТЕПЛОВОСПРИЯТИЕ ГРУНТОВЫМ МАССИВОМ ДЕЙСТВИЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ
Предложена методика расчета теплопоглощающей способности солнечной радиации грунтом. Представлен пример расчета.
Автор:  А. И. Накорчевский
Ключевые слова:  грунтовой массив, солнечная радиация, тепловой поток, теплопередача
Стр:  1414

МИНИМАКСНЫЙ АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЕЙ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Сформулирована и решена минимаксная задача поиска минимальных финансовых и энергетических затрат в системе теплоснабжения зданий. Найдены оптимальные параметры трубопровода –– радиус трубы и толщина теплоизоляционного материала.
Автор:  К. О. Сабденов
Ключевые слова:  теплоснабжение зданий, трубопровод, энергетическая и экономическая эффективности
Стр:  1421

АСИМПТОТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННО-ВОЛНОВОГО ПОЛЯ В СЛОЕ НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ В ВИДЕ ПЛОСКОЙ ВОЛНЫ
Фильтрационно-волновой процесс в центральном слое трехслойной анизотропной среды описан как эк-
вивалентная плоская волна с использованием в среднем точного модифицированного асимптотического метода. Исходная задача параметризована и разбита на более простые для коэффициентов разложения по асимптотическому параметру. При этом искомую плоскую волну описывает нулевой коэффициент разложения, а первый коэффициент обеспечивает уточнение геометрии волнового фронта. Точное решение параметризованной задачи получено на основе синус-преобразования Фурье. Корректность развитого метода подтверждена сопоставлением полученных асимптотических решений с коэффициентами разложения точного решения параметризованной задачи в ряд Маклорена в пространстве изображений по формальному параметру

Автор:  А. И. Филиппов, О. В. Ахметова, А. А. Ковальский
Ключевые слова:  волновое уравнение, асимптотический метод, волновое поле давления, точное реше- ние, фильтрация, анизотропная среда
Стр:  1430

АСИМПТОТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ НА СТАДИЯХ ЗАКАЧКИ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОЙ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКЕ ПЛАСТА
Получено асимптотическое решение задачи о температурном поле, возникающем при закачке химически активного растворителя в слоисто-неоднородный ортотропный пласт c учетом возмущений температуры, вызванных предшествующими технологическими процессами, что позволяет использовать полученное решение для расчетов в условиях многократного циклического воздействия. Источниками возмущений температуры являются выделение тепла за счет химической реакции и изменение температуры закачиваемого в пласт раствора кислоты, поэтому полученное решение охватывает также круг процессов термокислотного воздействия. Реализованный способ построения решения является развитием в среднем точного асимптотического метода, предложенного авторами, применительно к задачам с ненулевыми начальными условиями. Приведены результаты расчетов пространственно-временных распределений температуры в условиях солянокислотной обработки карбонатосодержащих пластов.
Автор:  А. И. Филиппов, О. В. Ахметова, А. А. Ковальский, И. Ф. Кабиров
Ключевые слова:  температурное поле, закачка кислоты, карбонатный пласт, асимптотический метод
Стр:  1447

О ТЕРМИЧЕСКОМ ОЖИЖЕНИИ ЗЕРНИСТОГО СЛОЯ ПРИ ВЕРХНЕМ НАГРЕВЕ
Исследовано термическое ожижение частиц кварцевого песка при действии теплового источника постоянной мощности на верхней границе зернистого слоя
Автор:  Е. А. Пицуха, Ю. С. Теплицкий, А. Р. Рослик
Ключевые слова:  неподвижный зернистый слой, кипящий (псевдоожиженный) слой, псевдоожижение, неизотермическая фильтрация газа, поверхность сильного разрыва
Стр:  1463

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ТЕРМОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Предлагается вычислительный алгоритм оценки параметров призабойной зоны по результатам измерений давления и температуры на забое вертикальной скважины. Показана неединственность определения проницаемости и радиуса призабойной зоны в зависимости от исходной информации.
Автор:  М. Х. Хайруллин, М. Н. Шамсиев, В. Р. Гадильшина, П. Е. Морозов, А. И. Абдуллин, Е. Р. Бадертдинова
Ключевые слова:  обратная задача, термогидродинамические исследования, призабойная зона, скин- фактор
Стр:  1470

О ДВИЖЕНИИ ЧАСТИЦ БИОТОПЛИВА В КИПЯЩЕМ СЛОЕ
Выполнено экспериментальное исследование миграции макрочастиц в кипящем слое мелкодисперсного кварцевого песка. Описан механизм влияния перемешивания частиц кипящего слоя на характер движения макрочастицы. Получена зависимость глубины погружения макрочастицы от физических и режимных параметров.
Автор:  Э. К. Бучилко, А. Ж. Гребеньков, В. А. Бородуля, Е. А. Пицуха, Ю. С. Теплицкий
Ключевые слова:  биотопливо, макрочастица, кипящий слой, газовый пузырь, миграция, сила Архимеда, присоединенная масса
Стр:  1475

ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИБРОКИПЯЩЕГО СЛОЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВУХЖИДКОСТНОЙ МОДЕЛИ ГРАНУЛЯРНОГО ГАЗА
Представлены результаты трехмерных вычислений степени расширения виброкипящего слоя, полученные с использованием решателя twoPhaseEulerFoam свободно распространяемого пакета OpenFOAM,и данные экспериментов по виброкипению относительно крупных частиц доломита. Получено удовлетворительное совпадение численных расчетов с экспериментальными данными.
Автор:  Е. С. Каменецкий, Н. С. Орлова, А. М. Тагиров, М. В. Волик
Ключевые слова:  трехмерное моделирование, двухжидкостная модель, виброкипящий слой, гранулярный газ, монодисперсные частицы, доломит
Стр:  1480

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА УСТОЙЧИВОЕ ПЛЕНОЧНОЕ КИПЕНИЕ НЕДОГРЕТОЙ ЖИДКОСТИ
Пленочное кипение недогретых жидкостей — неотъемлемая часть технологии закалки. Понимание
механизмов пленочного кипения важно для моделирования процессов в атомной энергетике и криогенной технике. Стационарные процессы пленочного кипения недогретых жидкостей в условиях их свободного движения у цилиндрических нагревателей, как и при обтекании высокотемпературных поверхностей турбулентным потоком недогретой жидкости, представляют собой совершенно другой тип процесса. При охлаждении нагретых до высокой температуры металлических шаров недогретой водой наблюдается особый режим пленочного кипения (микропузырьковое кипение), отличающийся высокой интенсивностью теплообмена. Такой режим кипения до сих пор не выявлен для неводных жидкостей. В работе представлены новые опытные данные о режимах теплообмена при охлаждении никелевых шаров в недогретых изопропаноле и перфторгексане при давлениях до 1 МПа. Установлено, что устойчивое пленочное кипение является основным режимом теплообмена, на долю которого приходится бόльшая часть полного времени охлаждения. Режимы высокоинтенсивного теплообмена при пленочном кипении не наблюдались во всем диапазоне режимных параметров даже при рекордно высоких недогревах жидкости до насыщения (до 170 K). Интенсивность теплообмена при устойчивом пленочном кипении заметно увеличивается с ростом недогрева охлаждающей жидкости.

Автор:  А. Р. Забиров, В. В. Ягов, О. Н. Кабаньков, М. А. Лексин, П. К. Канин
Ключевые слова:  пленочное кипение, недогретая жидкость, охлаждение, микропузырьковое кипение, устойчивый режим, коэффициент теплоотдачи
Стр:  1487

INFLUENCE OF SUPERHYDROPHOBIC PROPERTIES ON DEICING
Nowadays the creation of anti-icing, or deicing, surfaces is one of the most important problems, as such surfaces are widely used in aeronautics, wind turbines, and telecommunication antennas. In this paper, we focus mainly on reducing the ice adhesion forces and easy ice removing, once ice has formed. Removal of a liquid from a surface can be provided by modification of the surface wettability by means of applying superhydrophobic coatings. Such coatings are waterresistant, i.e., are characterized by low water adhesion forces. To study the impact of superhydrophobic coatings, tests were performed on the surface of a wing in a wind tunnel. By spraying Teflon and polyphenylene sulfide (PPS) on the wing, we obtained a superhydrophobic film. This film has the structure that provides superhydrophobic properties, so that the wetting angle is above 140°. A comparison of the resulting surface with a clean Teflon one shows that adhesion of the Teflon + PPS mixture to an aluminum surface is five times higher. We also investigate the degree of ice formation on the surfaces of simple and superhydrophobic aircraft wings at a temperature of –18°C. It was shown that ice was formed on a simple wing within 40 s and on a superhydrophobic wing within 25 s. When the simple wing with a mass of 23 g was inserted into the wind tunnel, its mass reached 50 g, and for a superhydrophobic wing with a mass of 26 g the latter reached 42 g. The sample of the airfoil wing we prepared has a low adhesion, which helps in easy ice removing
Автор:  M. Nazhipkyzy, Z. A. Mansurov, A. Amirfazli, A. Esbosin, T. S. Temirgaliyeva, B. T. Lesbayev, E. T. Aliyev, and N. G. Prikhodko
Ключевые слова:  superhydrophobic properties, deicing, wettability, airfoil
Стр:  1498

ИССЛЕДОВАНИЕ ПИРОЛИЗА РЕЗИНЫ В ШНЕКОВОМ РЕАКТОРЕ
На базе анализа описанных в литературе термических методов и результатов экспериментальных  исследований паровой конверсии разработана и создана установка для термической переработки резинотехнических отходов. В качестве сырья использовалась резиновая крошка, температура в реакторе — 500 <sup>о</sup>С, рабочая среда — азот, водяной пар и смесь легких углеводородов (неконденсируемая часть продуктов пиролиза). В результате пиролиза было получено 36–38% твердой фракции, 54–56% жидкой углеводородной фракции и 6–9% неконденсируемых газов. Определены изменения состава газовой смеси на разных стадиях переработки. Газовая хроматография пиролизных газов показала, что основными газами, получаемыми в результате пиролиза, являются H<sub>2</sub> и углеводороды: CH<sub>4</sub>, C2H<sub>4</sub>, C<sub>4</sub>H<sub>8</sub>, C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>, C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>, C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>O<sub>2</sub>, C<sub>4</sub>H<sub>10</sub> и небольшое количество Н<sub>2</sub>S, CO, CO<sub>2</sub>. Неконденсируемые газы будут использованы как топливо для обогрева реактора и реализации процесса.
Автор:  А. В. Ложечник, В. В. Савчин
Ключевые слова:  резинотехнические отходы, шнековый реактор, технология утилизации
Стр:  1504

ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ РОСТА ГРАФЕНА НА НИКЕЛЕВОМ КАТАЛИЗАТОРЕ В ПРОЦЕССЕ ХИМИЧЕСКОГО ПАРОФАЗНОГО ОСАЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ
Рассмотрена кинетическая модель изотермического синтеза многослойного графена на поверхности пластины никеля в процессе химического парофазного осаждения с импульсным режимом подачи углеводородов. Рассчитаны зависимости количества слоев и времени роста графена от температуры процесса, концентрации ацетилена и толщины пластины никеля. Установлены режимы параметров процесса химического парофазного осаждения, при которых образуется однослойный и двухслойный графен. Исследована динамика роста доменов графена в широком диапазоне параметров химического парофазного осаждения. Показано, что временная зависимость скорости роста однослойного и двухслойного графена является нелинейной функцией, определяемой кинетикой нуклеации и роста графена и величиной диффузионного потока атомов углерода в никелевой пленке.
Автор:  С. И. Футько, Б .Г. Шулицкий, В. А. Лабунов, Е. М. Ермолаева
Ключевые слова:  графен, однослойный графен, двухслойный графен, аллотропы углерода, химическое па- рофазное осаждение, никелевый катализатор, изотермическая кинетика, синтез графена, гетерогенный катализ, переходные металлы, углеводороды
Стр:  1509

УПРАВЛЕНИЕ ТУРБУЛЕНТНЫМ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ОБТЕКАНИЕМ ПОЛУКРУГОВОГО ПРОФИЛЯ С ПОМОЩЬЮ ЩЕЛЕВОГО ОТСОСА В КРУГОВОЙ ВИХРЕВОЙ ЯЧЕЙКЕ ПРИ МАЛЫХ УГЛАХ АТАКИ
Показано, что размещение на спинке наклоненного под углом атаки 5о полукругового профиля вихревой ячейки диаметром 0.2 в долях хорды при росте среднемассовой скорости щелевого отсоса свыше 0.15 от скорости набегающего потока приводит к перестройке картины турбулентного обтекания, причем при оптимальной скорости отсоса 0.75 достигается максимум коэффициента подъемной силы порядка 1.7 и аэродинамическое качество 10.
Автор:  С. А. Исаев, П. А. Баранов, А. Г. Судаков, А. Е. Усачов
Ключевые слова:  управление обтеканием, аэродинамическое качество, толстый профиль, вихревая ячейка, щелевой отсос, турбулентность, MSST, пакет VP2/3
Стр:  1523

ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭНЕРГОРАЗДЕЛЕНИЯ В ВИХРЕВОЙ ТРУБЕ РАНКА
На основе модели плоского закрученного течения в вихревой трубе Ранка, в которой это течение мо-
делируется вихрестоком на периферии и вынужденным вихрем в центральной части, выполнен теоретический анализ влияния тепловых процессов на эффективность энергоразделения в указанной трубе. Проведено сравнение полученных теоретических результатов с экспериментальными данными.

Автор:  В. Д. Тютюма
Ключевые слова:  эффект Ранка–Хилша, вихрь, закрученное течение, поле скоростей, термодинамиче- ские параметры
Стр:  1528

СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ В ГИБРИДНОЙ ГАЗОВЗВЕСИ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ
Рассматривается ламинарное горение гибридной газовзвеси, состоящей из газообразных горючего, окислителя и инертного газа, а также частиц, способных к взаимодействию с окислителем газовой фазы. Математическая модель учитывает тепловое расширение газа и связанное с ним относительное движение частиц. Проведено численное решение задачи в безразмерных переменных. Представлены зависимости установившейся скорости фронта пламени от начальной концентрации горючего в газовой фазе при различных значениях параметров дисперсной фазы. Проведено сравнение экспериментальных и расчетных данных для газовзвеси, состоящей из газообразного окислителя, инертного газа и реакционноспособных частиц.
Автор:  А. А. Дементьев, К. М. Моисеева, А. Ю. Крайнов, Д. Ю. Палеев
Ключевые слова:  газовзвесь, ламинарное пламя, реагирующие частицы, инертные частицы, скорость горения, процессы в газовой фазе, математическое моделирование
Стр:  1538

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРЫ ЛОКАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ НА УСЛОВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАЖИГАНИЯ ЖИДКИХ ТОПЛИВ
Экспериментально исследованы закономерности зажигания группы типичных жидких топлив (керосин, дизельное топливо, мазут) одиночными нагретыми до высоких температур частицами металлов и пористыми частицами окислов металлов. Установлены зависимости численных значений времен задержки зажигания жидких топлив от температуры пористых частиц, полученных после сварки, и монолитных стальных частиц в форме диска. Результаты выполненных экспериментальных исследований показывают, что времена задержки зажигания типичных дистиллятных топлив — керосина и дизельного — топлива "горячими" частицами, образующимися при сварке металлов, существенно меньше, чем при зажигании этих же топлив монолитными стальными частицами адекватных размеров. Времена задержки зажигания высоковязкого жидкого топлива — мазута — не зависят от пористости частиц.
Автор:  А. В. Захаревич, М. С. Зыгин
Ключевые слова:  зажигание, жидкое топливо, частица окисла металла, монолитная частица, время задержки зажигания, начальная температура частицы
Стр:  1547

ИССЛЕДОВАНИЕ СОПРЯЖЕННОГО ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПРИ ВОСПЛАМЕНЕНИИ И ПОСЛЕДУЮЩЕМ НЕСТАЦИОНАРНОМ ЭРОЗИОННОМ ГОРЕНИИ ПОРОХОВ В УСЛОВИЯХ, ПРИБЛИЖЕННЫХ К УСЛОВИЯМ ВЫСТРЕЛА
Исследуются закономерности горения порохов в условиях, приближенных к артиллерийскому выстрелу. Используется твердофазная локальная модель теплового воспламенения, а процесс горения пороха моделируется исходя из представлений тепловой теории горения А. Ф. Беляева–Я. Б. Зельдовича. Полная постановка задачи горения включает в себя нестационарные процессы распространения тепла и химического превращения в k-фазе, а также квазистационарные процессы в химически реагирующем двухстадийном турбулентном пограничном слое вблизи поверхности горения, которые связаны с характеристиками осредненного нестационарного течения через граничные условия на внешней границе пограничного слоя. Проанализированы особенности совместного решения уравнений тепловой теории горения с уравнениями внутренней баллистики. Рассмотрены вопросы сходимости решения сопряженной задачи. Исследовано влияние различных факторов на скорость горения пороха. Проведенные работы позволили сформулировать приближенную методику расчета нестационарной и эрозионной скоростей горения артиллерийских порохов при выстреле на основе подхода Ж. Ленуара–Дж. Робийяра–Г. К. Каракозова.
Автор:  И. Г. Русяк, А. М. Липанов
Ключевые слова:  воспламенение, горение, нестационарность, турбулентность, эрозия, тепломассооб- мен, сопряженная задача, методика расчета, внутренняя баллистика, артиллерийский выстрел
Стр:  1553

УСЛОВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАЖИГАНИЯ ТИПИЧНОГО РАСТИТЕЛЬНОГО ГОРЮЧЕГО МАТЕРИАЛА ЛОКАЛЬНЫМ ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ
Представлены результаты экспериментальных исследований зажигания типичного растительного горючего материала (сухой травы) одиночной нагретой до высоких температур частицей. Условия зажигания соответствуют достаточно типичным условиям воздействия на растительный горючий материал. Получены зависимости времени задержки зажигания сухой травы от начальной температуры частицы и определены предельные температуры инициирования горения. Сформулирована гипотеза о механизме теплопередачи в прогретом слое материала в индукционный период.
Автор:  Н. В. Барановский, А. В. Захаревич
Ключевые слова:  зажигание, растительное топливо, нагретые частицы, время задержки зажигания
Стр:  1564

КОНВЕРТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО СИНТЕЗ-ГАЗА
Выполнено расчетное термодинамическое и экспериментальное исследование характеристик модели конвертора для получения водородсодержащего синтез-газа из углеводородного топлива (керосина) с раздельной его подачей на термоокислительную и паровую конверсии. Показано, что оптимальные условия работы конвертора соответствуют коэффициенту избытка окислителя в его камере сгорания α > 0.5 при температуре теплопередающей стенки из жаростойкого сплава марки ХН78Т (ЭИ 435), равной 1200 K, в случае использования никелевого ленточного гофрированного катализатора. При этом содержание водорода в синтез-газе достигает 60 об.%, а в продуктах конверсии исключено выделение углерода (сажи) и отсутствует необходимость в водяном охлаждении стенок конвертора.
Автор:  Ю. П. Малков, О. Н. Молчанов, Б. К. Бритов, И. А. Федоров
Ключевые слова:  конвертор, реактор, катализатор, водородсодержащий синтез-газ, углеводородное топливо, термоокислительная и паровая конверсии
Стр:  1571

ИЗУЧЕНИЕ ПЫЛЕВЫХ СТРУКТУР В СТРАТИФИЦИРОВАННОМ ПОЛОЖИТЕЛЬНОМ СТОЛБЕ НЕОНА
Исследуется пылевая плазма в стратифицированном положительном столбе стационарного разряда
в неоне. Для создания неподвижных страт в неон было добавлено 5–7% воздуха. Разрядный ток составлял 2–7 мА. Размер микрочастиц из оксида алюминия варьировался в пределах 10–80 мкм. Диагностика плазмы осуществлялась с помощью метода зондов. Температура частиц и их концентрация определялась по вольтамперной характеристике. Для исследования пылевых структур применялись оптические измерения. По температуре заряженных частиц и их плотности определяется толщина слоя объемного заряда, окружающего пылинку, и ее значение сравнивается с величиной, полученной в результате обработки оптических измерений. Рассчитывается зависимость толщины слоя объемного заряда от потенциала пылевой частицы.

Автор:  А. М. Астафьев, С. А. Гуцев, Н. Б. Косых
Ключевые слова:  плазма низкого давления неона, зонды Ленгмюра, орбитальное движение, вольт– амперная характеристика, температура электронов, плотность частиц, слой объемного заряда, пылевые структуры
Стр:  1580

РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ В УСЛОВИЯХ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ДУГОГАШЕНИЯ
Рассмотрены модели и методы для расчета токов и максимальных напряжений при гашении свободной дуги и дуги в дугогасительных камерах с магнитным дутьем. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных.
Автор:  С. А. Некрасов
Ключевые слова:  дуга, разряд, дугогашение, горение.
Стр:  1591

ЭВРИСТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЭФФЕКТИВНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ДВОЯКОПЕРИОДИЧЕСКИХ КОМПОЗИТНЫХ СРЕД
Предложен эвристический подход к определению эффективных коэффициентов теплопроводности однонаправленно-армированных двоякопериодических композитных сред, который позволил на основе простейшего разбиения ячейки периодичности на тонкие слои (субэлементы) с последующим применением простейших формул осреднения по правилам простой и обратной смеси существенно уточнить расчетные значения эффективных коэффициентов поперечной теплопроводности указанных композиций. Проведено сравнение расчетных значений этих коэффициентов с известными экспериментальными данными. Хорошее согласие расчета с экспериментом позволяет предположить, что разработанный метод может быть использован для практических расчетов теплофизических характеристик волокнистых сред с двоякопериодической структурой. Точность более сложных структурных моделей теплопроводности однонаправленно-армированных композитов на сегодняшний день не имеет строгого экспериментального
обоснования.

Автор:  А. П. Янковский
Ключевые слова:  теплопроводность, композиты, однонаправленное армирование, структурная тео- рия, двоякопериодическая среда
Стр:  1600

ТЕРМОСИЛОВОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ СТУПЕНЧАТОГО ТРЕХСЛОЙНОГО ФИЗИЧЕСКИ НЕЛИНЕЙНОГО СТЕРЖНЯ
Рассмотрено термосиловое деформирование трехслойного упругопластического стержня со ступенчатой толщиной одного из несущих слоев. Физические уравнения состояния соответствуют теории малых упругопластических деформаций Ильюшина. Для описания кинематики несимметричного по толщине пакета стержня приняты гипотезы ломаной нормали. Выведена система уравнений равновесия и получено ее общее итерационное решение в перемещениях. Проведен численный параметрический анализ напряженно-деформированного состояния стержня.
Автор:  Э. И. Старовойтов, Д. В. Леоненко, Д. В. Тарлаковский
Ключевые слова:  температура, физическая нелинейность, деформирование, трехслойный стержень, ступенчатая толщина
Стр:  1608

ЛАМИНАРНЫЙ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ НА ДИСКЕ ПРИ НАЛИЧИИ ВНЕШНЕГО ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ПОТОКА И ОТСОСА
Рассматривается вращение вязкой проводящей среды вблизи диэлектрического диска в однородном магнитном поле при наличии внешнего потока и отсоса. На основе преобразования Дородницына получено аналитическое решение системы уравнений пограничного слоя и уравнения теплопереноса. Показано, что направление радиального течения в пограничном слое можно менять, не только изменяя соотношение между угловыми скоростями внешнего потока и диска, но и путем изменения соотношения температур во внешнем потоке и на диске, а также варьированием гидродинамического числа Прандтля. Исследовано влияние магнитного поля на интенсивность циркуляции
Автор:  В. Д. Борисевич, Е. П. Потанин
Ключевые слова:  вращающийся диск, магнитное поле, отсос, пограничный слой, проводящий газ
Стр:  1617