|
|
|
2009 год, номер 2
|
В.П. Жуков1, Н.М. Булгакова2
Ключевые слова: фемтосекундный лазерный импульс, многофотонная ионизация, металлическая мишень, фоновый газ, остаточное тепло
Страницы: 177-188
Аннотация >>
Рассматривается обнаруженный экспериментально эффект значительного увеличения остаточного тепла в металлических мишенях при их облучении фемтосекундными лазерными импульсами в фоновом газе по сравнению с условиями вакуума. Выполнено численное моделирование нагрева платиновой мишени фемтосекундными лазерными импульсами в аргоне при нормальных условиях с учетом пробоя газа в фокусной области лазерного луча перед мишенью. Используемая модель основана на комбинации тепловой модели, описывающей нагрев и фазовые переходы в облучаемом образце, и гидродинамической модели для описания движения фонового газа, возмущенного лазерным излучением в результате многофотонной ионизации. Показано, что горячий фоновый газ эффективно нагревает облучаемый образец. Существенную роль в нагреве играют гидродинамические процессы в фоновом газе.
|
|
Н.Ю. Быков
Центр перспективных исследований, С.-Петербургский государственный политехнический университет, nbykov2006@yandex.ru
Ключевые слова: конденсация, водяной пар, прямое статистическое моделирование, сферически расширяющееся течение
Страницы: 189-199
Аннотация >>
Предложена математическая модель процесса конденсации водяного пара для метода прямого статистического моделирования Монте−Карло. Модель описывает цепочку реакций, ведущих к образованию и распаду кластеров воды с учетом сопровождающих процессов энергообмена. Выполнено численное исследование одномерного расширения паров воды в вакуум от испаряющейся сферической поверхности в диапазоне параметров, соответствующих переходным по числу Кнудсена режимам течения. Показано влияние процесса конденсации на газодинамическую картину течения, в том числе на параметры кнудсеновского слоя.
|
|
С.М. Аульченко1,2, В.П. Замураев1,2, А.П. Калинина1,2
1 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
aultch@itam.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет
Ключевые слова: импульсной-периодический подвод энергии, трансзвуковое обтекание профиля, взаимодействие источника энергии с ударной волной
Страницы: 201-208
Аннотация >>
Исследован газодинамический механизм перестройки ударно-волновой структуры трансзвукового обтекания профиля при импульсно-периодическом подводе энергии. Показано, что он не сводится только к эффектам воздействия следа низкой плотности, формирующегося за источником энергии на ударную волну, а представляет собой сочетание нескольких факторов, из которых определяющим является "взрывной" характер развития возмущения.
|
|
В.Л. Ганимедов, В.В. Шумский, М.И. Ярославцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
gun@itam.nsc.ru, shumsky@itam.nsc.ru, yaroslav@itam.nsc.ru
Ключевые слова: высокоэнтальпийная установка кратковременного режима, форкамера, рабочее тело, коэффициент теплоотдачи
Страницы: 209-220
Аннотация >>
Выполнен анализ тепловых потерь в стенки форкамеры гиперзвуковой импульсной аэродинамической трубы. Опыты без вскрытия диафрагмы позволили связать уменьшение в течение режима давления в форкамере только с теплоотдачей от рабочего тела к стенкам, что дало возможность определить коэффициент теплоотдачи α и температуру Tw внутренней поверхности стенок. Получена эмпирическая формула, связывающая α с давлением и температурой рабочего тела в форкамере в диапазоне давлений 160−540 бар и температур 700−3400 K. Зависимости α и Tw от давления и температуры позволили разработать физическую модель расчета параметров рабочего тела установки с учетом потерь энтальпии. Показано, что к 100 мс режима неучет теплоотдачи в стенки первой форкамеры завышает температуру торможения воздуха в рабочей части по сравнению с расчетом без учета потерь тепла на 6−18 % при воспроизводстве натурной температуры торможения для полета летательного аппарата с числом Маха 5−8. Методика протестирована с помощью опытов, проведенных без вскрытия диафрагмы.
|
|
В.И. Запрягаев, А.В. Солотчин
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
zapr@itam.ru
Ключевые слова: сверхзвуковая недорасширенная струя, слой смешения, гертлеровские возмущения, спектр, волновое число, инкремент нарастания
Страницы: 221-230
Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования спектральных характеристик неустойчивого течения в слое смешения сверхзвуковых осесимметричных недорасширенных струй с числом Маха Ma = 1. Потеря устойчивости течения связана с образованием в слое смешения струй возмущений в форме продольных вихревых структур типа вихрей Тейлора–Гертлера. Вследствие этого в слое смешения устанавливается азимутальная стационарная неравномерность распределения полного давления. В результате Фурье-преобразования азимутальных разверток неравномерности распределения давления получены амплитудно-волновые спектры. Анализ спектральных характеристик позволил определить продольный коэффициент нарастания амплитуды возмущений (инкремент) и зависимость инкремента от волновых чисел и степени нерасчетности истечения струй. Определен диапазон волновых чисел, при которых нарастает амплитуда продольных вихревых структур.
|
|
Б.Н. Семенов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
boris_n_semenov@mail.ru
Ключевые слова: снижение сопротивления, податливое покрытие
Страницы: 231-241
Аннотация >>
Представлены основные принципы и методика разработки однослойных монолитных податливых покрытий для снижения турбулентного трения.
|
|
П.Н. Зятиков, А.Т. Росляк, Г.В. Кузнецов
Томский государственный университет
roslyakat@ignd.tpu.ru
Ключевые слова: Турбулентный закрученный поток, зона сепарации, начальная закрутка, профиль канала, окружная и радиальная компоненты скорости, экспериментальный стенд, цилиндрический зонд, пылегазовый поток
Страницы: 243-252
Аннотация >>
Приведены результаты экспериментальных исследований распределения окружных компонент скорости несущего потока в сепарационных элементах воздушно-центробежных классификаторов порошкообразных материалов. Исследования проводились при различных профилях канала зоны сепарации, а также при различных условиях ввода несущей среды (воздуха) в зону сепарации. Для реализации оптимальных условий разделения частиц во всем объеме сепарационного элемента профиль канала должен быть расширяющимся к центру вращения. Результаты проведенных экспериментальных исследований дополняют математическую модель аэродинамики несущего турбулентного потока в профилированном вращающемся сепарационном элементе и позволяют анализировать течение в зоне сепарации.
|
|
В.И. Терехов, Н.Е. Шишкин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
terekhov@itp.nsc.ru, shishkin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: теплообмен, бинарные смеси, адиабатическое испарение, сфера
Страницы: 253-259
Аннотация >>
Представлены результаты измерения температуры пористой поверхности сферы, через которую подавалась испаряющаяся бинарная смесь жидкостей. В экспериментах использовались водные растворы этилового и метилового спирта и ацетона. Концентрации компонентов смеси изменялись в максимально возможных пределах XL = 0−1, а температура обтекающего сухого воздуха t0 = 15−300 °C. В работе установлено сильное влияние состава смесей на температуру адиабатического испарения. Определяющую роль в процессе тепломассопереноса при этом играет и температура воздуха. Получена экспериментальная корреляция, обобщающая данные по температуре адиабатического испарения в широком диапазоне концентраций компонентов и температур для изученных в опытах бинарных смесей жидкостей.
|
|
И.Г. Дик1, Е.В. Пикущак2, Л.Л. Миньков2
1 Университет Эрланген−Нюрнберг
2 Томский государственный университет
Pikushchak@ftf.tsu.ru
Ключевые слова: классификатор, инжекция, седиментация, полидисперсная суспензия, взаимодействие частиц, численное моделирование
Страницы: 261-273
Аннотация >>
На основе численного моделирования проведено исследование влияния дополнительной инжекции жидкости в классификатор на характеристики процесса разделения частиц. Показано, что увеличение скорости инжектируемой воды ведет к увеличению как зерна разделения, так и минимального значения функции сепарации. Изменение размера сопла инжектора при фиксированной скорости
инжектируемой воды меняет лишь минимальное значения функции сепарации, оставляя неизменным зерно разделения.
|
|
А.И. Сычев
Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН
sychev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: детонационная волна, многокомпонентные среды, пузырьковые среды, капельные среды, пузырьково-капельные среды, жидкость, пузырьки газа, капли жидкости
Страницы: 275-282
Аннотация >>
Экспериментально изучены волновые процессы в химически активных многокомпонентных средах жидкость−пузырьки газа−капли жидкости. Установлено существование детонационных волн в многокомпонентных (пузырьково-капельных) средах. Структура волн детонации в пузырьково-капельных и пузырьковых средах качественно идентична: детонационные волны представляют собой уединенные волны с пульсационным профилем, давление за которыми близко по величине к давлению в невозмущенной среде. Скорость распространения детонационных волн в пузырьковых и пузырьково-капельных средах падает с увеличением концентрации газовой фазы среды и с уменьшением вязкости несущей жидкости. Присутствие капель жидкости снижает скорость волны детонации по сравнению с пузырьковой средой, не содержащей капель жидкости. Распространение детонационных волн в многокомпонентных средах вызывает дробление пузырьков газа, а также дробление отдельных капель жидкости.
|
|
А.В. Багинский, А.С. Шипицына
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
gamma@itp.nsc.ru
Ключевые слова: теплопроводность, температуропроводность, R134a, жид-кое состояние, метод высокочастотных тепловых волн
Страницы: 283-290
Аннотация >>
Методом высокочастотных тепловых волн исследована теплопроводность и температуропроводность озонобезопасного фреона R134а в области жидкого состояния в интервале температур 295,9−354,9 K и давлений от линии равновесия жидкость−пар до 4,08 МПа. Оцениваемые величины погрешностей измерений температуры, давления, теплопроводности и температуропроводности составляют соответственно 0,1 K, 3 кПа, 1,5 и 2,5 %. Рассчитаны значения теплопроводности и температуропроводности жидкой фазы R134а на линии кипения. Получены аппроксимационные зависимости для теплопроводности и температуропроводности во всем исследованном интервале температур и давлений, а также на линии кипения.
|
|
Б.Р. Абайдуллин
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
cyberincorp@mail.ru
Ключевые слова: диссипативный источник, структурно-вязкая жидкость, критические режимы теплообмена, энергия активации химической реакции
Страницы: 291-297
Аннотация >>
Исследуются критические режимы теплообмена при ламинарном установившемся течении псевдопластичной жидкости на начальном участке коаксиального канала, с учетом как диссипативного, так и химического источников в представлении Аррениуса [5] в условиях незначительного изменения концентраций реагирующих веществ.
|
|
Н.А. Рубцов, С.Д. Слепцов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
sleptsov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: радиационно-кондуктивный теплообмен, коэффициенты поглощения, отражения, пропускания, полупрозрачная среда
Страницы: 299-306
Аннотация >>
Рассматривается одномерный нагрев слоя серой полупрозрачной среды внешним источником излучения и конвекцией. Границы образца отражают, поглощают (излучают) и пропускают излучение. Показано, что динамика нагрева и характер температурных полей существенно зависят от оптических параметров границ.
|
|
А.Д. Рычков1,2
1 Институт вычислительных технологий СО РАН
2 Новосибирский государственный университет
rych@ict.nsc.ru
Ключевые слова: численное моделирование, горение газов, двухфазные турбулентные течения, тушение пожаров
Страницы: 307-318
Аннотация >>
Моделируется работа импульсной аэрозольной системы пожаротушения, предназначенной для тушения пожаров на нефтехранилищах и на разливах нефтепродуктов, пары от которой моделировались газообразным метаном. Система представляет собой устройство раздельного снаряжения, состоящее из заряда унитарного твердого топлива (газогенератора) и контейнера с мелкодисперсным
порошком пламегасящего вещества. Горение метана описывалось одностадийной брутто-реакцией, влияние концентрации паров порошка пламегасящего вещества на процесс горения учитывалось через уменьшение предэкспоненциального множителя в законе Аррениуса и описывалось эмпирической зависимостью.
|
|
А.Ф. Латыпов
Ключевые слова: эксергия, диаграмма, прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД), условие подвода тепла, импульсно-периодический подвод энергии
Страницы: 319-330
Аннотация >>
Выполнен эксергетический анализ возможных режимов подвода энергии в воздушный поток в канале прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Для канала переменной площади сечения получено условие подвода заданного количества тепла в сверхзвуковой поток и условие перехода потока через скорость звука. Выполнен анализ течения в модельном канале прямоточного воздушно-реактивного двигателя при импульсно-периодическом подводе энергии. Для наглядного отображения возможных схем подвода тепла в таком канале предложена диаграмма в координатах температура-эксергия. Предложена конфигурация канала, в котором подвод тепла к сверхзвуковому потоку осуществляется с учетом ограничения статической температуры газа.
|
|
Г.В. Ноздренко, П.А. Щинников, Ф.А. Серант, В.Г. Томилов, Н.Г. Зыкова, П.Ю. Коваленко, Е.Е. Русских
Новосибирский государственный технический университет
russkih@cotes.ru
Ключевые слова: энергоблок, эксергия, оптимизация
Страницы: 331-340
Аннотация >>
Изложены основополагающие принципы комплексного эксергетического анализа новых котельных технологий в составе энергоблоков ТЭС. Приведены результаты анализа.
|
|
