ENG

 

"Инженерно-физический журнал" публикует оригинальные и обзорные статьи о новых резульатах научных исследований по следующей тематике: теплофизика, тепломассообмен, теория теплопроводности, термодинамика необратимых процессов, теория сушки, строительная теплофизика, водородная энергетика, структурно-механические характеристики дисперсных систем, формирование углеродных наноструктур, реодинамика, реология, низкотемпературная плазма.


ИНДЕКСАЦИЯ
Журнал индексируется в базах данных:
SCOPUS, INSPEC, Astrophysics Data System (ADS), Chemical Abstracts Service (CAS), Google Scholar, EBSCO, CSA, Academic OneFile, Academic Search, CSA Environmental Sciences, Earthquake Engineering Abstracts, EI-Compendex, Gale, INIS Atomindex, OCLC, SCImago, Summon by ProQuest
Импакт-фактор SCOPUS: SNIP – 0.787 SJR – 0.288 (http://www.scopus.com/source/eval.url)
Импакт-фактор РИНЦ 0.401 (http://elibrary.ru/title_about.asp?id=25251)

Содержание



Том 90, 2017

№1, №2,

Том 89, 2016

№1, №2, №3, №4, №5, №6,

Том 88, 2015

№1, №2, №3, №4, №5, №6,

Том 87, 2014

№1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 86, 2013 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
Том 85, 2012 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 84, 2011 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 83, 2010 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 82, 2009 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 81, 2008 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 80, 2007 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 79, 2006 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 78, 2005 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 77, 2004 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 76, 2003 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 75, 2002 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 74, 2001 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 73, 2000 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 72, 1999 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 71, 1998 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 70, 1997 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 69, 1996 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 68, 1995 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 67, 1994 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 66, 1993 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 65, 1992 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 64, 1991 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 63, 1990 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 62, 1989 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 61, 1988 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 60, 1987 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 59, 1986 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 58, 1985 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 57, 1984 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 56, 1983 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 55, 1982 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 54, 1981 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 53, 1980 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 52, 1979 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 51, 1978 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 50, 1977 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 49, 1976 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 48, 1975 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 47, 1974 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 46, 1973 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 45, 1972 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 44, 1971 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 43, 1971 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 42, 1970 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 41, 1969 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 40, 1968 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 39, 1965 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 38, 1980 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 37, 1979 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 36, 1979 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 35, 1978 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 34, 1978 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 33, 1978 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 33, 1977 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 32, 1977 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 31, 1976 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 30, 1976 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 29, 1975 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 28, 1975 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 27, 1974 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 26, 1974 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 25, 1973 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 24, 1973 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 23, 1972 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 22, 1972 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 21, 1971 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 20, 1971 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 19, 1970 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 18, 1970 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 17, 1969 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 16, 1969 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 16, 1969 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 15, 1968 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 14, 1968 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 13, 1967 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 12, 1967 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 11, 1966 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 10, 1966 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 9, 1965 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 8, 1965 №1, №2, №3, №4, №5, №6
Том 7, 1964 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12
Том 6, 1963 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12,
Том 5, 1962 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12,
Том 4, 1961 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12,
Том 3, 1960 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12
Том 2, 1959 №1, №2, №3, №4, №5, №6,
№7, №8, №9, №10, №11, №12,
Том 1, 1958 №1, №2, №3, №4, №5, №6, №7,
№8, №9, №10, №11, №12
   

Старая версия библиотеки журнала

 

 


Том 87, № 6



ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС В ДИСПЕРСНЫХ И ПОРИСТЫХ СРЕДАХ


Е. А. Пицуха, Ю. С. Теплицкий, В. А. Бородуля, А. Р. Рослик

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.

Ключевые слова: неподвижный продуваемый слой, скорость начала псевдоожижения, переход в псевдоожиженное состояние, время нагрева, неизотермическая фильтрация.

Стр. 3


А. В. Ряжских, А. А. Богер, М. И. Слюсарев, В. И. Ряжских

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.

Ключевые слова: полидисперсная взвесь, конвективно-диффузионная модель, функция распределения, осаждение.

Стр. 10


А. В. Ряжских, А. А. Богер, М. И. Слюсарев, В. И. Ряжских

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.

Ключевые слова: полидисперсная взвесь, массовая концентрация, локальная толщина осадка, функция распределения частиц по размерам.

Стр. 19


В. Н. Зиновьев, И. В. Казанин, А. Ю. Пак, А. С. Верещагин, В. А. Лебига, В. М. Фомин

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.

Ключевые слова: микросферы, ценосферы, мембраны, проницаемость, гелий, разделение газов, мембранносорбционный метод.

Стр. 24


А. И. Ольшанский

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.

Ключевые слова: темп нагревания влажного тела, темп убыли влагосодержания, среднеинтегральная температура, критерии подобия тепломассопереноса.

Стр. 37


Вл. В. Саломатов, С. Э. Пащенко, С. О. Сладков, Вас. В. Саломатов

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.

Ключевые слова: СВЧ-поле, МВО, уголь, измельчение, физические основы, экспериментальные данные.

Стр. 49


В. Л. Малышев

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.

Ключевые слова: массоперенос, эластичные каналы, тепловое воздействие.

Стр. 63


ГИДРОГАЗОДИНАМИКА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ


С. А. Исаев, П. А. Баранов, Ю. В. Жукова, Е. И. Калинин, Дж. Дж. Мяу

ВЕРИФИКАЦИЯ МОДЕЛИ ПЕРЕНОСА СДВИГОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ЕЕ МОДИФИКАЦИЙ НА ПРИМЕРЕ РАСЧЕТА ТУРБУЛЕНТНОГО ОБТЕКАНИЯ ПОЛУКРУГОВОГО ПРОФИЛЯ ПОД НУЛЕВЫМ УГЛОМ АТАКИ

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 Суаэродинамических коэффициентов Cx , Су и поверхностного распределения 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 Сy.

Ключевые слова: вихревая аэромеханика, периодический процесс, полукруговой профиль, модель переноса сдвиговых напряжений Ментера.

Стр. 70


В. С. Суров

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.

Ключевые слова: односкоростная многокомпонентная смесь, гиперболические системы уравнений, метод Годунова, линеаризованный риманов решатель, математическое моделирование.

Стр. 86


Д. В. Антонов, Р. С. Волков, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак

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 м3 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.

Ключевые слова: капли жидкости, капельный поток, столкновение, дробление, разлет, высокотемпературные газы, скоростная видеорегистрация.

Стр. 94


Н. Н. Кочурова, О. П. Коротких, Н. Г. Абдулин, Е. Р. Айрапетова, Р. Р. Караев, G. Petzold

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ НА ИСПАРЕНИЕ И КОНДЕНСАЦИЮ ВОДНЫХ СИСТЕМ

Представлены результаты исследования динамического поверхностного натяжения, электризации поверхности и скорости испарения (конденсации) водных систем.

Ключевые слова: динамическое поверхностное натяжение, температурная инверсия, электризация, коэффициент конденсации.

Стр. 104


Utpal Jyoti Das

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.

Ключевые слова: elastico-viscous fluid, vertical plate, mixed convection, thermal radiation, chemical reaction, induced magnetic field.

Стр. 109


О. В. Матвиенко, А. М. Бубенчиков

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.

Ключевые слова: закрученные течения, теплообмен, химическое реагирование, вычислительная гидродинамика.

Стр. 118


А. Л. Тукмаков, Б. Р. Мубаракшин, В. Г. Тонконог

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.

Ключевые слова: одоризация, одорант, природный газ, вязкая сжимаемая теплопроводная двухкомпонентная среда, конвективное и диффузионное перемешивание.

Стр. 127


ТЕПЛОПЕРЕНОС ПРИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯX


О. В. Высокоморная, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак

ИСПАРЕНИЕ КАПЕЛЬ ВОДЫ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ

Выполнено численное решение задачи тепломассопереноса при испарении капли воды, движущейся в потоке 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.

Ключевые слова: тепломассоперенос, испарение, капля, вода, газовая среда, высокие температуры.

Стр. 133


В. А. Власов, О. Г. Волокитин, Г. Г. Волокитин, Н. К. Скрипникова, В. В. Шеховцов

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.

Ключевые слова: низкотемпературная плазма, электроплазменная установка, частица кварца, высоко кремнеземистый расплав, математическая модель, теплообмен. .

Стр. 143


К. В. Добрего, В. Ф. Давыденко, И. А. Козначеев

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.

Ключевые слова: брызгальная градирня, оптимизация теплообмена, капельный поток.

Стр. 148


М. М. Кологривов, В. П. Бузовский

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.

Ключевые слова: контактный теплообменник, тепло- и массообмен, конденсация, диффузия, эжекционный аппарат, парогазовая смесь, капли рассола.

Стр. 158


ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ И ТЕПЛООБМЕН В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ


О. М. Алифанов, А. В. Палешкин, В. В. Терентьев, С. О. Фирсюк

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.

Ключевые слова: теплообмен излучением, тепловой баланс, изотермические элементы поверхности, поглощательная способность, степень черноты, космический аппарат.

Стр. 170


Д. С. Симанков

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/(м2 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.

Ключевые слова: иррегулярный тепловой режим, кратковременные измерения, тепловая активность, жидкость, медико-биологический объект, термический ожог.

Стр. 177


В. А. Кот

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.

Ключевые слова: уравнение теплопроводности, приближенный метод, интегральные тождественные равенства, граничные функции, температурный профиль.

Стр. 183


О. В. Матвиенко

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.

Ключевые слова: турбулентные течения, теплообмен, химическое реагирование, воспламенение, вычислительная гидродинамика.

Стр. 203


Н. Л. Бачев, О. А. Бетинская, Р. В. Бульбович

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.

Ключевые слова: камера сгорания, уравнения сохранения, модель турбулентного горения, граничные условия, дискретный аналог, коэффициент избытка воздуха.

Стр. 212


З. А. Мансуров, Н. Н. Мофа, Б. С. Садыков, Ж. Ж. Сабаев, А. Е. Баккара

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 CaCO3 и волластонита CaSiO3 ), используемых в качестве компонентов шихтовой смеси для СВ-синтеза керамики с высоким уровнем прочностных и теплофизических свойств. Установлен положительный эффект использования различных 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.

Ключевые слова: механохимия, кварц, кальцит, волластонит, модифицирование, СВ-синтез, керамика.

Стр. 221


С. И. Футько, А. Д. Чорный, Б. Г. Шулицкий, В. А. Лабунов

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 углеродных нанотрубок при однородности их массива на поверхности подложки.

Ключевые слова: химическое парофазное осаждение, инжекционный реактор ХПО, углеродные нанотрубки, массив нанотрубок, металлоорганика, этанол, углеводород, осесимметричное течение, вихревой поток, реактор идеального перемешивания.

Стр. 1227


ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Л. Р. Фокин, А. Н. Калашников

ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА СМЕСИ РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗОВ CH4–N2

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 взаимодействий молекул CH4 и N2. С помощью нелинейного весового метода наименьших квадратов восстановлены параметры трех сферически симметричных трехпараметрических потенциалов взаимодействия ЛеннардаДжонса 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.

Ключевые слова: смесь газов, коэффициент взаимной диффузии, молекулярно-кинетическая теория, интеграл столкновений, потенциал взаимодействия, доверительная погрешность.

Стр. 240


РАЗНОЕ


Е. Л. Гусев, В. Н. Бакулин

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.

Ключевые слова: оптимальное проектирование, неоднородные структуры, композиционные материалы, вариационная постановка, принцип максимума Понтрягина.

Стр. 250


Е. Т. Алиев, Б. М. Дабынов, Д. У. Бодыков, У. С. Мусабеков, З. А. Мансуров

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.

Ключевые слова: импульсный электроспиннинг, короткие наноразмерные волокна, конус Тейлора, ацетат целлюлозы.

Стр. 256


В. В. Алексеев, Е. А. Орлова, Ф. А. Козлов, Е. В. Варсеев

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.

Ключевые слова: теплоноситель, массоперенос, примесь, кислород, оксид, сталь, свинец.

Стр. 262


Manoj K. Mondal and B. Mukhopadhyay

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.

Keywords: thermoviscoelasticity, rheological property, vector matrix differential equation, relaxation function.

Стр. 269

 



          

2010 © Институт тепло- и массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси

ул. П.Бровки, 15, 220072, г. Минск
Приёмная: +375(17)2842136, факс: +375(17)2922513
E-mail: office@hmti.ac.by