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 89, №4


ТЕПЛОПЕРЕНОС ПРИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯX


Н. С. Хабеев

ДИНАМИКА "ДВУХФАЗНОГО" ПУЗЫРЬКА В ВОЛНАХ СЖАТИЯ

Изучено поведение паровой оболочки вокруг нагретой твердой частицы в переменном поле давления. Такие проблемы возникают при распространении ударных волн в трехфазных системах: жидкость–твердые горячие частицы, окруженные паровыми оболочками. В данной работе аналитически изучено поведение системы в окрестности переднего фронта ударной волны при линейном нарастании давления в системе. Получена простая формула, описывающая изменение радиуса парового слоя во времени.

Ключевые слова: ударная волна, нагретая частица, паровая оболочка.

Стр. 791


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

ВЛИЯНИЕ "СОБСТВЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ" ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ИСПАРЕНИЯ НЕОДНОРОДНОЙ КАПЛИ ВОДЫ В ПЛАМЕНИ

Выполнено численное моделирование процессов теплопереноса при нагреве, испарении и кипении неоднородной (с твердым включением) капли жидкости (воды) в высокотемпературной (800–1500 K) газовой среде. Рассмотрено включение (углеродистая частица) в форме диска высотой и диаметром 2 мм. Объем воды, обволакивающей включение, варьировался в диапазоне 5–20 мкл. Показано, что "собственное излучение" трехатомных газов в продуктах сгорания (на примере технического спирта) значительно интенсифицирует (по сравнению с разогретым до таких же температур воздухом) прогрев неоднородной капли жидкости. Проведен сравнительный анализ влияния на основную характеристику исследуемого процесса — время существования (полного испарения) капли — температуры газовой среды и толщины пленки жидкости, обволакивающей включение. Выполнены экспериментальные оценки достоверности полученных результатов теоретических исследований и правомерности сделанных заключений.

Ключевые слова: жидкость, капля, включение, испарение, "взрывное" парообразование, высокотемпе- ратурная газовая среда, излучение.

Стр. 795


Э. Л. Китанин, Ю. А. Смирнов, М. Е. Лебедев

РАЗВИТИЕ ТЕЧЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ ВОДОЙ ТРУБОПРОВОДА С НАЧАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ СТЕНКИ НИЖЕ ТОЧКИ ЗАМЕРЗАНИЯ

Представлена методика расчета течения и теплообмена воды в трубопроводе, имеющем начальную температуру ниже точки замерзания воды, особенностью которой является обеспечение возможности расчета процесса с момента заполнения водой трубы, когда на внутренней поверхности стенки образуется слой льда. Система уравнений, описывающая процесс, включает нестационарные уравнения энергии для потока воды, ледяного слоя и стенки трубы и решается для каждого участка трубопровода, который вода проходит за малый промежуток времени в процессе заполнения и дальнейшего течения. Для численного анализа процесса разработана и реализована на языке Visual Basic компьютерная программа Beginning. Расчеты, выполненные с ее помощью, позволяют оценить возможность возникновения ледяной пробки в трубопроводе при заданных температуре, расходе воды, диаметре трубопровода и условиях внешнего теплообмена течения воды в трубопроводе.

Ключевые слова: замерзание воды, заполнение трубопровода, методика расчета, льдообразование.

Стр. 805


Е. А. Богослов, М. П. Данилаев, С. А. Михайлов, Ю. Е. Польский

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ФТОРОПЛАСТОВЫХ ПЛЕНОК

В работе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований эффективности интегральной электротепловой противообледенительной системы на основе фторопластовых пленок. Показано, что использование интегральной электротепловой противообледенительной системы позволяет снизить энергозатраты на борьбу с обледенением по сравнению с существующими электротепловыми противообледенительными системами на 30%, и рекомендовать интегральную противообледенительную систему на основе фторопластовых пленок к применению в малой и сверхмалой авиации, в том числе на беспилотных летательных аппаратах.

Ключевые слова: фторопласт, электротепловая противообледенительная система.

Стр. 812


В. Г. Тонконог, И. М. Баянов, М. И. Тонконог, Б. Р. Мубаракшин

ТЕХНОЛОГИЯ ГАЗИФИКАЦИИ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА

Представлена технологическая схема газификации криогенной жидкости, базирующаяся на использовании внутренней энергии жидкости для получения паровой фазы. Применительно к задачам газификации метана дана оценка предельных значений паросодержания двухфазного потока в газификаторе. Рассмотрены условия разделения фаз в поле массовых сил. Реализована численная схема решения системы уравнений газодинамики для двухфазного потока в цилиндрической системе координат в трехмерной постановке. Представлены результаты численного моделирования условий выпадения частиц диаметром 2–10 мкм из закрученного дисперсного потока и установлена роль размера частиц в динамике процесса разделения фаз.

Ключевые слова: криогенные топлива, метан, технология газификации, парогенератор, вихревой сепаратор, моделирование характеристик, расчет.

Стр. 818

ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС В ДИСПЕРСНЫХ И ПОРИСТЫХ СРЕДАХ


А. В. Шваб, Н. С. Евсеев

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФРАКЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ В ПНЕВМАТИЧЕСКОМ ЦЕНТРОБЕЖНОМ АППАРАТЕ

Настоящее исследование касается моделирования аэродинамики двухфазного неизотермического закрученного турбулентного потока в вихревой камере воздушно-центробежного классификатора. Динамика газовой фазы определялась с помощью уравнений Рейнольдса (Reynolds), замыкание которых проводилось на основе модели турбулентности Уилкокса (Wilcox). Движение твердой фазы ультрадисперсного порошка моделируется совокупностью расчетов траекторий движения отдельных частиц в лагранжевой системе координат. Показано влияние турбулентной диффузии частиц и других факторов на эффектив- ность процесса фракционного разделения частиц по размерам. Достоверность полученных результатов подтверждается тестовыми исследованиями и сравнением численных результатов с известными опытными данными.

Ключевые слова: закрученное турбулентное течение, теплообмен, центробежный аппарат, фракционное разделение частиц, кривые разделения, модель турбулентности Уилкокса.

Стр. 826


Н. Д. Агафонова, И. Л. Парамонова

ОЦЕНКА РАЗМЕРА КАПЕЛЬ В ДИСПЕРСНОМ ПОТОКЕ

Представлено сравнение формул для расчета характерного размера капель, выполненное для среднего заутеровского диаметра. Рассмотрен вопрос о различных формах распределения капель по размеру. Для обоснования применимости в программах для расчета теплогидродинамики в контурах ядерных энергетических установок сравниваемых формул использованы экспериментальные данные о температуре стенки в дисперсном потоке. Показано, что значения заутеровского диаметра, рассчитанные по температуре стенки в закризисной области, удовлетворительно согласуются с немногочисленными прямыми измерениями размера капель в пароводяных потоках. Диаметры капель, рассчитанные по тестируемым формулам, полученным на двухкомпонентных газожидкостных потоках или на однокомпонентных потоках хладагентов (различные виды фреонов) и сжиженного азота, оказались существенно меньше. Установлена необходимость пересчета числовых коэффициентов в рассмотренных формулах при использовании их для пароводяных потоков.

Ключевые слова: дисперсный поток, размер капель, средний диаметр, функция распределения.

Стр. 837


Г. С. Гончарова, М. Г. Храмченков

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА

Исследована задача о процессе формирования зоны повышенной проницаемости с подвижной границей в изначально низкопроницаемой пористой среде (задача о гидроразрыве пласта) в трехмерной постановке. Особенность трехмерной модели заключалась в учете существования двух зон (зоны с обычной проницаемостью и зоны разрушения) в пористой среде, область контакта которых определялась с помощью условия баланса массы на подвижной границе. Выявлены и проанализированы особенности, существенные для процесса массопереноса в таких фильтрационно неоднородных пористых средах.

Ключевые слова: проницаемость, пласт, фильтрационная неоднородность, гидроразрыв.

Стр. 846


Р. С. Волков, М. В. Забелин, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак

ТРАНСФОРМАЦИЯ ВОДЯНОГО СНАРЯДА ПРИ СВОБОДНОМ ПАДЕНИИ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОРТОГОНАЛЬНОГО НАПРАВЛЕНИЮ ЕГО ДВИЖЕНИЯ ПОТОКА ВОЗДУХА

Выполнено экспериментальное исследование влияния ортогонального (бокового) воздушного потока, распространяющегося со скоростью до 5 м/с, на фазы трансформации снаряда воды с начальным объемом 0.05–0.5 л при свободном падении с высоты 3 м с использованием высокоскоростных видеокамер Phantom V411 и Phantom Miro M310 и программного комплекса Tema Automotive с функцией непрерывного слежения. Установлены закономерности замедления фаз трансформации водяного снаряда от момента формирования до образования облака капель при воздействии на него воздушного потока, ортогонального направлению его движения, а также торможения, уноса и разрушения капель и фрагментов воды, отрывающихся с поверхности снаряда.

Ключевые слова: водяной снаряд, свободное падение, боковой воздушный поток.

Стр. 861


М. К. Безродный, А. Ю. Рачинский, П. А. Барабаш, Н. Н. Голияд

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ГРАНИЦЫ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ВОДЯНОЙ ФОРСУНКИ В КОНТАКТНЫХ УТИЛИЗАТОРАХ ТЕПЛОТЫ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ

Экспериментально определена зависимость граничной температуры нагрева воды в контактном аппарате газокапельного типа с центробежной форсункой применительно к условиям утилизации теплоты отходящих газов энергетических агрегатов. Исследования проведены в диапазоне избыточных давлений воды перед форсункой 0.2–0.6 МПа и объемной доли водяных паров парогазовой смеси на входе в аппарат от 0.02 до 0.45. Показана возможность использования полученной зависимости для расчета предельных значений параметров парогазового потока, ограничивающих область эффективной работы контактного аппарата с конденсацией пара и отсутствием режима испарения капель нагретой жидкости.

Ключевые слова:контактный утилизатор, центробежная форсунка, граничная температура нагрева воды, отходящие газы, объемная доля водяных паров.

Стр. 868


Л. Л. Васильев, Л. Е. Канончик, А. П. Цитович

КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННОГО АККУМУЛЯТОРА ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА С ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЕМ

Представлена расчетная модель газового аккумулятора с применением микропористого адсорбента и тепловой трубы с радиальным оребрением. Модель верифицирована экспериментальными данными, полученными при испытании аккумулятора метана в режиме полного цикла функционирования. Приведены результаты параметрического исследования, подтверждающие важную роль фактора охлаждения слоя адсорбента при зарядке аккумулятора.

Ключевые слова:аккумулятор, метан, адсорбент, терморегулирование, модель, тепломассообмен, сорбция, зарядка.

Стр. 876


А. И. Ольшанский

ИССЛЕДОВАНИЕ СУШКИ ТОНКИХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБОБЩЕННЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ

Рассмотрены методы обработки экспериментальных данных по сушке тонких материалов с использованием обобщенных переменных кинетики сушки. Представлены эмпирические расчетные уравнения для определения основных параметров кинетики сушки.

Ключевые слова:обобщенное время, темп нагревания и удаления влаги, влажное тело, относительная скорость сушки, критическое влагосодержание.

Стр. 884

ГИДРОГАЗОДИНАМИКА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ


И. В. Моренко, Б. А. Снигерев

НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ОБТЕКАНИЕ КРУГОВОГО ЦИЛИНДРА С ПРОНИЦАЕМЫМ СЛОЕМ ПРИ УМЕРЕННЫХ ЧИСЛАХ РЕЙНОЛЬДСА

Представлены результаты численного исследования отрывного неизотермического обтекания кругового цилиндрического тела, покрытого пористым проницаемым слоем при умеренных числах Рейнольдса. Для описания движения вязкой несжимаемой жидкости использованы уравнения Навье–Стокса и энергии. Фильтрационное течение в пористом слое описано законом Форхгеймера. Установлено влияние чисел Рейнольдса и Дарси на коэффициент гидродинамического сопротивления и длину вихревой области. Проанализирована теплоотдача цилиндрических тел, покрытых проницаемыми слоями из высокотеплопроводного и теплоизоляционного материалов.

Ключевые слова:пористый проницаемый слой, круговой цилиндр, теплообмен, неизотермическое обтекание.

Стр. 895


Е. И. Борзенко, Г. Р. Шрагер

ТЕЧЕНИЕ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ СО СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Исследовано фонтанирующее течение неньютоновской жидкости, реализующееся при заполнении плоского вертикального канала. Математическая формулировка задачи об этом течении основана на системе полных уравнений движения с естественными граничными условиями на свободной поверхности, которая решается с использованием конечно-разностной методики. Для устойчивости расчетов осуществлена регуляризация реологического закона Оствальда–де Виля. Продемонстрировано разделение потока на зону двумерного течения в окрестности свободной поверхности и одномерное движение вдали от нее. Проведены параметрические исследования кинематических характеристик потока и поведения свободной поверхности в зависимости от определяющих критериев и реологических параметров.

Ключевые слова:неньютоновская жидкость, свободная поверхность, заполнение канала, численное моделирование.

Стр. 901


Е. И. Борзенко, О. Ю. Фролов, Г. Р. Шрагер

ВЛИЯНИЕ ВЯЗКОЙ ДИССИПАЦИИ НА ДЕФОРМАЦИЮ И ОРИЕНТАЦИЮ ЭЛЕМЕНТОВ ЖИДКОСТИ ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ ТРУБЫ

Исследовано влияние диссипативного разогрева жидкости на деформацию, ориентацию и распределение ее элементов при заполнении жидкостью трубы. Математическую основу рассматриваемого процесса составляют уравнения движения, неразрывности и энергии с соответствующими начальными и граничными условиями, определенными с учетом зависимости вязкости течения от температуры, наличия в нем свободной границы и диссипации его механической энергии. Для численного решения задачи об указанном течении использован конечно-разностный метод. Проанализирована кинематика такого течения жидкости и ее влияние на особенности деформирования и ориентации жидких элементов. Продемонстрирована роль вязкой диссипации в формировании термомеханической истории поведения элементов жидкости при заполнении ею трубы.

Ключевые слова:круглая труба, фонтанирующее течение, диссипативный разогрев, деформация, пе- реработка полимеров, морфология.

Стр. 910


Л. А. Прокудина

НЕЛИНЕЙНОЕ РАЗВИТИЕ НЕУСТОЙЧИВОСТИ МАРАНГОНИ В ЖИДКИХ ПЛЕНКАХ

Представлена нелинейная математическая модель состояния свободной поверхности неизотермической жидкой пленки. При неустойчивости Марангони рассчитаны волновые характеристики и состояние свободной поверхности жидкой пленки для умеренных чисел Рейнольдса. Представлены нелинейное параболическое уравнение для амплитуды огибающей волнового пакета и результаты вычислительного эксперимента по нелинейному развитию неустойчивости Марангони в жидких пленках.

Ключевые слова:жидкая пленка, неустойчивость Марангони, волновой пакет, нелинейное параболическое уравнение.

Стр. 920


S. Asghar, Z. Abbas, M. Mushtaq, and T. Hayat

FLOW AND HEAT TRANSFER ANALYSIS IN A DEFORMABLE CHANNEL

An analytical solution of the Navier–Stokes equations in a semi-infinite rectangular channel with porous and uniformly expanding or contracting walls is presented to improve the existing analytical results and to provide a comparison with the exact numerical solutions. The analytical solution is obtained with the use of the homotopy analysis method (HAM) which provides a uniformly valid solution for a wide range of parameters and has a better accuracy. In addition, the heat transfer analysis is presented for the case where the channel walls are kept at a constant temperature. The analytical solution is obtained with the use of three different techniques, and a numerical solution is obtained by the shooting method. A detailed analysis and comparison of the results of all these methods is presented. It is possible that the heat transfer analysis in a deformable channel has been carried out for the first time.

Keywords:deformable channel, heat transfer, homotopy analysis method, asymptotic expansion method. уравнение.

Стр. 927


А. А. Пикулев, С. Л. Турутин, Э. А. Соснин

РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГРАВИТАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ НА ПАРАМЕТРЫ ГАЗОВОЙ СМЕСИ XeCl-ЭКСИЛАМПЫ БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА

Проведены расчеты влияния гравитационной конвекции на термодинамические параметры газовой смеси XeCl-эксилампы барьерного разряда (БР). Показано, что наличие конвекции приводит к снижению средней температуры газовой смеси в разрядной области в 3–5 раз. Выполнен анализ экспериментов, проведенных для XeCl-эксилампы БР, определено распределение температуры и скорости конвекции газовой смеси. Показано, что снижение мощности ультрафиолетового излучения эксилампы при отсутствии конвекции связано с увеличением температуры газовой смеси выше 400 K, что соответствует полной мощности разряда ~45 Вт и ~2 Вт тепловой мощности.

Keywords:XeCl-эксилампа, гравитационная конвекция, уравнения Навье–Стокса.

Стр. 940


T. T. Devi and B. Kumar

OPTIMAL IMPELLER CLEARANCE FOR A DUAL STIRRED UNBAFFLED TANK WITH A CONCAVE BLADE IMPELLER

Experimental investigation of unbaffled stirred tanks is carried out with the use of a dual concave blade impeller to evaluate the mass transfer coefficient, power number, and vortex depth. The effect of the impeller clearance on mass transfer is analyzed to estimate the optimal impeller clearance for lower and upper impellers. It is found that the lower impeller positioned at 0.25 of the tank diameter with the clearance between the lower and upper impellers equal to 0.38 of the tank diameter gives the maximum mass transfer coefficient. A comparison with the results for dual Rusthon and Rushton–concave impellers at the optimal clearance shows that the concave–concave impellers are most efficient. The scale-up criteria for optimal, geometrically similar systems of unbaffled stirred tanks with a dual concave impeller are proposed.

Keywords: concave blade, clearance, mass transfer, power number, Rushton impeller, unbaffled tank, vortex.

Стр. 948

ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА В РЕОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ


Б. Р. Абайдуллин, Е. К. Вачагина, А. И. Кадыйров

СРАВНЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КУТАТЕЛАДЗЕ–ХАБАХПАШЕВОЙ И ОСТВАЛЬДА–ДЕ ВИЛЯ ПРИ ОПИСАНИИ ОБОБЩЕННЫХ НЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Представлены результаты вискозиметрических измерений обобщенных ньютоновских жидкостей (глицерин, 3% раствор Na–КМЦ, 70% водный раствор крахмала, моторное масло ТНК Magnum SAE 5W40) в диапазоне температур от 274 до 323 К и скоростей сдвига до 320 1/с. Изложен метод определения реологических констант моделей Кутателадзе–Хабахпашевой и степенного закона вязкости жидкости Оствальда–де Виля для обобщенных ньютоновских жидкостей. Получены реологические константы обе- их моделей для указанных жидкостей.

Ключевые слова: обобщенная ньютоновская жидкость, реологические константы, степенной закон вязкости жидкости, вискозиметрические измерения.

Стр. 954

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ И ТЕПЛООБМЕН В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ


В. В. Шевелев

СТОХАСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ СО СТОХАСТИЧЕСКИМИ ГРАНИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ

Развиты одномерные стохастические модели теплопроводности с граничными условиями разных типов. Сформулированы краевые задачи для средней температуры и дисперсии температурного поля в области теплопроводности. Дано обобщение указанных одномерных краевых задач на случай большего числа измерений в инвариантном виде.

Ключевые слова: теплопроводность, стохастичность, граничные условия.

Стр. 962


В. Ф. Формалев, С. А. Колесник

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В АНИЗОТРОПНОЙ ПОЛОСЕ ПРИ ЗАДАНИИ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ НА ГРАНИЦАХ

Впервые получено аналитическое решение нестационарной задачи теории теплопроводности в анизотропной полосе в условиях теплообмена на границах на основе применения преобразования Фурье по продольной переменной и преобразования Лапласа по времени. Проблема поставлена и решена в областях с анизотропией общего вида, когда главные оси тензора теплопроводности повернуты на угол, ориентирующий эти оси относительно декартовой системы координат.

Ключевые слова: теплопроводность, анизотропия, тензор теплопроводности, прямое и обратное интегральные преобразования, аналитическое решение, теплообмен, нестационарные температурные поля.

Стр. 973


В. А. Кот

ГРАНИЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ ОБОБЩЕННОГО УРАВНЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ИХ ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

На основе рассмотрения краевой задачи для обобщенного уравнения теплопроводности в ограниченном неоднородном пространстве с граничными условиями Дирихле, Неймана и Робина получены соответствующие последовательности из граничных характеристик. Для каждой из них установлены вполне определенные интегрально-дифференциальные представления (соответствия). Доказана возможность получения приближенных аналитических решений для неоднородной ограниченной области в декартовой, цилиндрической и сферической системах координат с переменными коэффициентами переноса. На основе систем алгебраических уравнений построены приближенные аналитические решения с примерно одинаковой аппроксимационной точностью, причем независимо от выбранной схемы расчета (с введением фронта возмущения либо без него, т. е. на основе многократного интегрирования уравнения теплопроводности по всей заданной области). Решения имеют пренебрежимо малую погрешность, что позволяет считать их условно точными.

Ключевые слова: уравнение теплопроводности, многократное интегрирование, фронт температурного возмущения, граничные характеристики, приближенный интегральный метод.

Стр. 983


А. Н. Дилигенская, Э. Я. Рапопорт

МЕТОД МИНИМАКСНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ В КОЭФФИЦИЕНТНОЙ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Рассмотрена обратная задача по идентификации зависящего от температуры коэффициента теплопроводности, сформулированная в экстремальной постановке как задача поиска величины, рассматриваемой в качестве оптимального управления объектом с распределенными параметрами, который описывается нелинейным однородным пространственно одномерным уравнением Фурье в частных производных с краевыми условиями второго рода. В качестве критерия оптимальности использована минимизируемая на временном интервале наблюдения ошибка равномерного приближения вычисляемой на модели объекта температуры в заданной точке отрезка изменения пространственной переменной к ее непосредственно измеряемому значению. Предварительная параметризация искомого управляющего воздействия, априори фиксирующая его описание с точностью до задания параметров представления в классе полиномиальных функций температуры, обеспечила редукцию исследуемой проблемы к задаче параметрической оптимизации. Для решения сформулированной задачи использован аналитический метод минимаксной оптими- зации, учитывающий альтернансные свойства искомых оптимальных решений, на основе которых алго- ритм вычисления оптимальных величин искомых параметров сводится к замкнутой относительно этих неизвестных системе уравнений, фиксирующих минимаксные отклонения расчетных значений температуры от наблюдаемых на временном интервале идентификации. Полученные результаты подтверждают эффективность предлагаемого метода для решения определенного круга прикладных задач. Исследовано влияние координаты точки измерения температуры на точность решения обратной задачи.

Ключевые слова: коэффициентная обратная задача теплопроводности, параметрическая оптимизация, метод минимаксной оптимизации.

Стр. 1007


А. П. Янковский

УТОЧНЕНИЕ ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ ГРАНИЦ ЭФФЕКТИВНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ РЕБРИСТО-АРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИТНЫХ СРЕД

Предложены две уточненные структурные модели теплофизического поведения ребристо-армированной композитной среды при общей анизотропии материалов компонентов композиции. В качестве критерия эквивалентности ребристо-армированной композиции фиктивному однородному анизотропному материалу использовано равенство в них удельной тепловой диссипации, что позволяет определить верхнюю и нижнюю границы эффективных коэффициентов теплопроводности композиционного материала. Определены расчетные значения эффективных коэффициентов теплопроводности сотовой конструкции с полостями, заполненными и незаполненными пенопластмассой. Показано, что уточнение некоторых теплофизических характеристик составляет 12%, а уточненная "вилка" значений этих величин не превосходит 2.5%. Проведено косвенное сравнение расчетных значений эффективных коэффициентов теплопроводности таких композиций с экспериментом, показавшее, что полученные в работе результаты являются качественно верными.

Ключевые слова: теплопроводность, композиты, ребристое армирование, структурные теории, общая анизотропия, диссипативная эквивалентность, эффективные характеристики, легкий заполнитель, ребристые конструкции.

Стр. 1013

НАНОСТРУКТУРЫ


В. И. Дубкова, А. П. Корженевский, Н. П. Крутько, В. Г. Комаревич, Л. В. Кульбицкая

НАНОАЛМАЗЫ ДЕТОНАЦИОННОГО СИНТЕЗА В КОМПОЗИЦИЯХ СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА

Исследовано влияние ультрадисперсного углеродсодержащего продукта — наноалмазов детонационного синтеза — на структуру и свойства нанокомпозитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена с использованием электронной микроскопии, акустического, электрофизического, термомеханического и рентгенофазового методов анализа. Показано, что шихта алмазосодержащая является структурно-активным наполнителем сверхвысокомолекулярного полиэтилена, изменяющим кристаллическую и надмолекулярную структуру полимера при его кристаллизации из расплава в условиях одноосной пластической деформации. Разработанные полимерные нанокомпозиты на основе сверхвысокомолекулярного полиэ- тилена, содержащие 0.5–2.5 мас.% шихты алмазосодержащей, обладают повышенными показателями твердости, модуля упругости, электрической проводимости, проявляющейся в более значительной степени в диапазоне частот 1–10 кГц, низким коэффициентом трения (0.15–0.18) и высокой износостойкостью в условиях сухого трения (интенсивность изнашивания составляет 10–4–10–5 мг/м).

Ключевые слова: полимер, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, наноалмазы, нанокомпозиты, шихта алмазосодержащая, рентгеновская степень кристалличности, износостойкость, морфология.

Стр. 1024


Т. А. Шабанова, Н. Г. Приходько, М. Ауелханкызы, З. А. Мансуров

ФУЛЛЕРИТЫ И "СТРУКТУРЫ РОСТА" НАНООБЪЕКТОВ

Электронно-микроскопическими методами исследованы структуры фуллеритов, образующихся из фуллеренсодержащих саж. Предложен принцип идентификации фуллеренсодержащих материалов. Предполагается, что одна из обнаруженных морфоструктур может явиться начальным этапом формирования наноиндивидов различного состава.

Ключевые слова: фуллерен, фуллерит, морфоструктура, расчет электронограмм.

Стр. 1034

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ПЕРЕНОСА


А. С. Кравчук, А. И. Кравчук, Т. С. Попова

УРАВНЕНИЕ ДИФФУЗИИ КОМПОЗИЦИОННОЙ СМЕСИ В КОМПОЗИЦИОННУЮ СРЕДУ

Впервые получено уравнение диффузии композиционной смеси в композиционную среду. Использовано предположение, что макроточка среды, т. е. элементарный макрообъем, в котором статистические параметры распределения неоднородностей совпадают с соответствующими значениями, заданными для среды в целом, мал по сравнению с геометрическими размерами рассматриваемого объема. Получена "вилка Рейсса–Фойгта (Reuss−Voigt)" для определения границ изменения коэффициента диффузии. Далее вилка сужена до "вилки Кравчука–Тарасюка". Получены эффективные коэффициенты диффузии в виде среднего арифметического значения вилки Кравчука–Тарасюка. Найденные усредненные физические параметры можно использовать при решении конкретных физических задач для неоднородных сред.

Ключевые слова:слоистый материал, композиционный структурно неоднородный материал, макроточка композиционного материала, дискретная случайная величина, усреднение, эффективные характеристики среды, гипотеза Фойгта, гипотеза Рейсса, приближение Хилла (Hill), вилка Кравчука–Тарасюка.

Стр. 1041

ОБЗОРЫ


Н. А. Фомин

КАК ПОЯВИЛСЯ ТЕРМИН "УДАРНЫЕ ВОЛНЫ"

Кратко рассмотрена история работ по ударным волнам, начиная с публикации Симеон Дени Пуассона в 1808 г. Рассказано об образовании Политехнической школы в Париже и ее сотрудниках и преподавателях — Гаспа́ре Монже, Лаза́ре Карно́, Жозефе Луи Гей-Люссаке, Симеон-Дени Пуассоне, Анри Навье, Огюстене Луи Коши, Жозефе Лиувилле, Адема́ре де Сен-Вена́не, Анри Реньо, Пьере Дюлонге, Эмиле Жуге, Пьере Дюгеме и др. Описано также участие в создании теории ударных волн молодых ученых из университета г. Кембриджа, Великобритания, среди них были Джордж Эйри, Джеймс Чейлис, Самуэль Ирншоу, Джордж Стокс, лорд Релей, лорд Кельвин, Джеймс Максвелл, а также ученых из Геттингенского университета, Германия — Бернхарда Римана, Эрнста Генриха Вебера. Рассмотрены также пионерские работы по ударным волнам шотландского инженера Уильяма Ренкина, французского артиллериста Пьера-Анри Гюгонио, немецких ученых Августа Теплера и Эрнста Маха, венгерского ученого Жиеза Цемплена.

Ключевые слова:ударная волна, взрыв, горение, ударная адиабата, звуковые волны, сверхзвуковые течения.

Стр. 1047

 


          

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