ТОМ 97, №2

ОБЛАСТЬ РЕАЛИЗУЕМЫХ НАГРУЗОК ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ
Рассмотрена задача оптимальной организации процесса ректификации многокомпонентной смеси. Показано, что область реализуемых нагрузок колонны ректификации многокомпонентной смеси при подаче тепла в куб и отборе тепла из дефлегматора представляет собой выпуклую вверх параболу и определяется двумя характеристическими параметрами. Найдена связь этих параметров с кинетикой процессов тепло- и массопереноса, с составом разделяемой смеси и с выбранной границей ее разделения. Обсуждаются следствия возможности параметризации границы области реализуемых нагрузок. Сформулировано правило выбора границы разделения многокомпонентной смеси  
Автор:  А. М. Цирлин, А. И. Балунов
Ключевые слова:  ректификация, многокомпонентная смесь, порядок разделения, необратимость, реализуемые режимы, предельная производительность
Стр:  265

ДИАГНОСТИКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕРМОУПРУГОСТИ. ЧАСТЬ 1. СЛАБЫЕ РЕШЕНИЯ КРАЕВЫХ ЗАДАЧ И ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧ ДИАГНОСТИКИ
Рассмотрены постановки и методы решения задач диагностики термоупругости на неподвижной границе твердого тела. Сформулирована слабая постановка краевой задачи для нелинейного гиперболического уравнения (нестационарного волнового уравнения с плотностью, модулем упругости и температурным напряжением, зависящими от температуры) со смешанными граничными условиями. Получено приближенное решение этой задачи в пространстве W ₂⁽¹⁾  и приведен пример решения. На основе слабой постановки краевой задачи сформулированы задачи диагностики в смысле теории следов функций. По теореме об однозначности взаимосвязи функции и ее следа в пространстве W ₂⁽¹⁾ сделан вывод о необходимости контроля сходимости расчетной волновой функции к экспериментальной только на границах с неустойчивыми условиями при решении задачи диагностики  
Автор:  А. Г. Викулов
Ключевые слова:  краевые задачи, обратные задачи, слабые решения, след функции, диагностика, термоупругость
Стр:  273

МОДЕЛИРОВАНИЕ СОЦИАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ ГРУППЫ ИНДИВИДОВ В ПОМЕЩЕНИИ С ПРЕПЯТСТВИЯМИ
Представлена модель коллективного поведения членов группы в помещении с внутренними препятствиями. Социальное поведение описывается на основе эффективного потенциала, препятствующего близкому физическому контакту между индивидами и между индивидом и границей помещения. Динамика всех членов группы является решением системы стохастических обыкновенных дифференциальных уравнений, для численного интегрирования которых привлекаются современные модифицированные алгоритмы типа Рунге–Кутта. В зависимости от ситуации скорость перемещения индивидов складывается из детерминированной компоненты, направленной к выходу, и хаотической компоненты, моделируемой структурированным во времени случайным процессом (цветной шум). Рассмотрены случаи спокойного блуждания индивидов в галерее с колоннами и целенаправленного движения в случае паники. Обсуждается влияние социальной динамики на вероятность заражения восприимчивых индивидов в присутствии инфицированных членов группы. Получена формула для расчета влияния числовой концентрации индивидов на осредненную скорость дрейфа группы. Результаты расчетов сопоставляются с эмпирическими данными, заимствованными из литературы.  
Автор:  И. В. Деревич, А. А. Панова
Ключевые слова:  модель социальной динамики (social force model), скорость дрейфа, случайный процесс, стохастическое обыкновенное дифференциальное уравнение, автокорреляционная функция
Стр:  283

МОДЕЛИРОВАНИЕ СОЦИАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ ГРУППЫ ИНДИВИДОВ В ПОМЕЩЕНИИ С ПРЕПЯТСТВИЯМИ
Представлена модель коллективного поведения членов группы в помещении с внутренними препятствиями. Социальное поведение описывается на основе эффективного потенциала, препятствующего близкому физическому контакту между индивидами и между индивидом и границей помещения. Динамика всех членов группы является решением системы стохастических обыкновенных дифференциальных уравнений, для численного интегрирования которых привлекаются современные модифицированные алгоритмы типа Рунге–Кутта. В зависимости от ситуации скорость перемещения индивидов складывается из детерминированной компоненты, направленной к выходу, и хаотической компоненты, моделируемой структурированным во времени случайным процессом (цветной шум). Рассмотрены случаи спокойного блуждания индивидов в галерее с колоннами и целенаправленного движения в случае паники. Обсуждается влияние социальной динамики на вероятность заражения восприимчивых индивидов в присутствии инфицированных членов группы. Получена формула для расчета влияния числовой концентрации индивидов на осредненную скорость дрейфа группы. Результаты расчетов сопоставляются с эмпирическими данными, заимствованными из литературы  
Автор:  И. В. Деревич, А. А. Панова
Ключевые слова:  модель социальной динамики (social force model), скорость дрейфа, случайный процесс, стохастическое обыкновенное дифференциальное уравнение, автокорреляционная функция
Стр:  283

ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТАВА ГАЗОФАЗНЫХ И ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ГАЗИФИКАЦИИ НИЗКОКАЛОРИЙНЫХ ТВЕРДОФАЗНЫХ БИОТОПЛИВНЫХ СМЕСЕЙ В СВЕРХАДИАБАТИЧЕСКОМ РЕАКТОРЕ
Представлены результаты экспериментальных исследований по газификации твердого смесевого топлива в сверхадиабатическом реакторе с конденсатором водяного охлаждения, позволяющим собирать и анализировать газофазные и жидкие продукты газификации. Подробно исследованы процессы газификации низкокалорийных твердотопливных смесей на основе древесной щепы с высоким содержанием воды (до 37.1%). В экспериментах наблюдалась практически полная конверсия исходного твердого топлива в газообразные и жидкофазные продукты. Анализ газофазных продуктов газификации и оксидов азота проводился с помощью электрохимических газоанализаторов. Состав жидкофазных продуктов анализировался методом масс-спектрометрии и показал высокое содержание в них органических веществ (фенолов, органических кислот, эфиров). Полученные данные подтверждают перспективность газификации низкокалорийных высоковлажных твердотопливных смесей в сверхадиабатическом режиме как энергоэффективного и экологичного метода переработки и утилизации отходов деревообработки и компонентов твердых коммунальных отходов.   
Автор:  Н. М. Горбачев, С. И. Футько, А. В. Власов, М. И. Русакевич, И. А. Козначеев, Т. Н. Бочко, Э. К. Бучилко
Ключевые слова:  биомасса, древесина, твердые коммунальные отходы, газификация, пиролиз, фильтрация газа, сверхадиабатический режим, газовый анализ, масс-спектрометрия
Стр:  294

ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ СТРОЕНИЙ НАГРЕТЫМИ ЧАСТИЦАМИ
Предложена математическая модель зажигания деревянных строений "горячими" частицами. Пространственная задача рассмотрена в трехмерной постановке в декартовых координатах. Получено, что воспламенение древесины определяется процессами сушки, пиролиза сухого реагента, реакциями окисления оксида углерода, метана, водорода. Найдены зависимости времени задержки зажигания древесины от начальной температуры "нагретых" частиц и их количества. В некоторых случаях отмечено качественное сравнение результатов расчета с известными данными.  
Автор:  Е. Л. Лобода, Д. П. Касымов, А. С. Якимов
Ключевые слова:  древесина, нагретые частицы, сопряженный теплообмен, зажигание
Стр:  301

ОПИСАНИЕ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В ТЕПЛООБМЕННИКАХ С ПУЧКОМ ТРУБ НА ОСНОВЕ АНАЛОГИИ С ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИМ ЗЕРНИСТЫМ СЛОЕМ
На основе аналогии трубчатого теплообменника и структурированного тепловыделяющего зернистого слоя разработана методика, позволяющая унифицировать моделирование теплопереноса в теплообменниках с трубным пучком разного типа и конструкции  
Автор:  Ю. С. Теплицкий, Е. А. Пицуха, А. Р. Рослик
Ключевые слова:  зернистый слой, теплообменник, трубный пучок, аналогия, структурированный слой
Стр:  311

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА МИКРОСТРУКТУРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ НАБУХАЮЩИХ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ
Рассмотрена оригинальная модель микроструктурных преобразований при набухании глин, дано термодинамическое и физико-механическое описание особенностей свойств глин в ходе процесса набухания в парах и водных растворах. В основе предлагаемой для объяснения этих свойств модели лежит представление о взаимном перемещении глинистых частиц в агрегатах глинистой породы при набухании с образованием новых пор между глинистыми частицами, образующими кристаллиты и агрегаты. В основу модели положен механизм утилизации избыточной поверхностной энергии глинистых частиц с учетом влияния некоторых параметров среды, например, концентрации раствора, через изменение взаимной ориентации глинистых частиц, главным образом за счет поворотов или сдвигов друг относительно друга с образованием доступной для дальнейшего смачивания свободной поверхности. В термодинамическом описании такой процесс будет проявляться в изменении энергии поверхностного взаимодействия на смоченных участках частиц при движении во время взаимных сдвигов и поворотов. При этом также изменяется один из важнейших параметров глинистой породы — микропористость. В работе это явление было экспериментально исследовано с использованием методов статической влагоемкости и мессбауэровской (ЯГР) спектроскопии. Предложенная модель позволяет объяснить особенности процесса набухания глины и сопоставить наблюдаемые экспериментальные данные с теоретическим описанием процесса набухания глины  
Автор:  М. Г. Храмченков, Ф. А. Трофимова, Р. Э. Долгополов
Ключевые слова:  глинистые породы, кристаллиты и агрегаты, микропористость, набухание глины, низкая проницаемость
Стр:  320

О ВЛИЯНИИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ПЛАВУЧЕСТИ НА ДИНАМИКУ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ СРЕДЫ
Имеются основания полагать, что в динамике интенсивных атмосферных вихрей типа смерча значительную роль могут играть пространственно-неоднородные силы плавучести. В работе рассмотрена линеаризованная модель возмущений, вызываемых отклонениями плавучести (в частности, неоднородно распределенной тяжелой примесью) в интенсивном вихре с вертикальной осью. Получены аналитические соотношения, позволяющие оценивать амплитуды возмущений скорости и давления.  
Автор:  Л. Х. Ингель
Ключевые слова:  вихревое движение, плавучесть, пространственные неоднородности, тяжелая примесь, диффузия, возмущения, линейная модель, аналитическое решение
Стр:  331

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ОТ АВТОМОБИЛЯ И ТУРБУЛЕНТНАЯ ДИФФУЗИЯ В ВОЗДУХЕ НАД ДОРОГОЙ
Показано, что рассеивание выхлопных газов от автомобиля происходит в основном за счет их вертикальной турбулентной диффузии, коэффициент которой увеличивается при увеличении скорости ветра или автомобиля. Приведены результаты численного решения уравнения конвективной диффузии выхлопных газов, источником которых является одиночный автомобиль. Сделаны качественные оценки распространения выхлопных газов от колонны автомобилей  
Автор:  турбулентная диффузия, скорость ветра, высота автомобиля, метод Галеркина
Ключевые слова:  турбулентная диффузия, скорость ветра, высота автомобиля, метод Галеркина
Стр:  336

ЗАЩИТНАЯ ПЛЕНКА НА ПОВЕРХНОСТИ ПЛАСТИНЫ ПРИ ТЕЧЕНИИ ОХЛАЖДАЮЩЕГО ПОТОКА ЧЕРЕЗ НАКЛОННЫЙ ЩЕЛЕВОЙ КАНАЛ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ГАРМОНИЧЕСКИ МЕНЯЮЩЕГОСЯ ДАВЛЕНИЯ
Представлены результаты численного моделирования конвективно-пленочного охлаждения пластины в окрестности наклонного щелевого канала при двустороннем ее обтекании высокотемпературным и охлаждающим потоками. Плоский наклонный щелевой канал соединяет области течения высокотемпературного и охлаждающего газа. Движение газа как в высокотемпературном, так и в охлаждающем канале происходит под действием перепадов давления во входных и выходных сечениях. При этом наряду со стационарной составляющей давление в охлаждающем канале содержит компоненту, меняющуюся по гармоническому закону. Выполнены расчеты тепловых и скоростных полей по обе стороны пластины и описаны параметры охлаждающей пленки при различных частотах колебаний давления в области охлаждающего потока  
Автор:  А. Л. Тукмаков, А. А. Ахунов, Н. А. Тукмакова, В. В. Харьков
Ключевые слова:  численное моделирование, уравнения Навье–Стокса, схема Мак-Кормака, многосвязные области, пристеночные функции, конвективно-пленочное охлаждение
Стр:  342

НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ГОЛОВНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ И ТЕЧЕНИЯ ЗА СЧЕТ ИСКРИВЛЕННОСТИ ПОТОКА ХИМИЧЕСКИ РЕАГИРУЮЩЕГО ГАЗА
Представлены экспериментальные данные и теоретические исследования турбулентности, вызванной химическими процессами в зоне сжатия перед затупленным телом, летящим в газовой среде многоатомного газа. Теоретически обоснована возможность неустойчивости течения только за счет физико-химических процессов в газе и искривленности течения независимо от граничных условий на поверхности тела. Аналитически найдены условия неустойчивости течения. Найденные условия возникновения неустойчивости хорошо согласуются не только количественно, но и качественно с экспериментальными наблюдениями  
Автор:  А. С. Барышников, П. А. Попов, А. Б. Герасименко
Ключевые слова:  обтекание тел, физико-химические процессы, неустойчивость течения, диссипация
Стр:  352

АКУСТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ПОДВОДНЫХ ВЫБРОСОВ
Численно исследовано взаимодействие волны давления конечной длины с газожидкостной зоной, представляющей собой срез затопленной струи смеси воды и нефти с пузырьками метана, в канале. Рассмотрена возможность определения степени раскрытия струи и объемных содержаний нефти и газа в ней по волнам давления, отраженным от границ струи  
Автор:  И. К. Гималтдинов, М. В. Столповский, Е. Ю. Кочанова
Ключевые слова:  волна давления, газожидкостная зона, смесь нефти и воды
Стр:  361

ВЛИЯНИЕ ПЕСКОПРОЯВЛЕНИЯ НА ГИДРОДИНАМИКУ ЖИДКОСТИ В СИСТЕМЕ ПЛАСТ–ТРУБОПРОВОД
Построена модель нестационарного движения жидкости в системе пласт–трубопровод с учетом пескопроявления и решены краевые задачи. Определены влияния проницаемости стенки труб и пескоотложения в них на динамику поля давления в трубе и в пласте и продуктивность пласта. Проведены численные расчеты при практических значениях параметров системы  
Автор:  Э. М. Аббасов, Н. А. Агаева
Ключевые слова:  пескопроявление, движение жидкости, дифференциальное уравнение, условие неразрывности, преобразование Лапласа
Стр:  368

ТЕПЛООБМЕН ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ ЖИДКОСТИ В СФЕРИЧЕСКОЙ ПРОСЛОЙКЕ
Представлены результаты численного моделирования нестационарного теплообмена и магнитной гидродинамики электропроводной жидкости в сферической прослойке с учетом диссипации джоулевой теплоты. Исследовано влияние магнитного числа Рейнольдса и числа гомохронности на эволюцию теплообмена и магнитной гидродинамики жидкости  
Автор:  С. В. Соловьев
Ключевые слова:  математическое моделирование, неустановившийся теплообмен, магнитная гидродинамика, диссипация джоулевой теплоты, сферический слой
Стр:  382

STUDY OF LEAKAGE AND EXPLOSION HAZARD CHARACTERISTICS OF A COMPRESSED NATURAL GAS AT A GAS STATION
This paper presents the results for a model of a typical urban compressed natural gas (CNG) station obtained with the help of numerical methods on the assumption that the leakage explosion scenarios run under three orifice sizes. The simulation demonstrates that the CNG leak rate is quite high and the leaking gas cloud spreads quickly along the ground, increasing the vertical diffusion speed. As a result, longitudinal space becomes the main area of hazard. The hazard explosion overpressure is concentrated mainly in the narrow area between the tank and surrounding buildings, and the maximum explosion overpressure exceeds 0.4 bar. The range of the overpressure hazard will cover the entire gas station where a shock wave, high temperature, and flame damage may occur, but projectile strikes may exceed this range, and the risk of explosion becomes higher. In addition, the attenuation of the overpressure by the wall is significant, and the maximum attenuation rate can reach 65%.  
Автор:  W. Li, X. Shen, Z. Huang, T. Mao, Q. Hu , and C. Ma
Ключевые слова:  compressed natural gas, filling station, leakage, vapor cloud explosion, hazard
Стр:  395

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ В УСЛОВИЯХ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
Предложена комплексная физико-математическая модель и метод аналитического решения процессов тепломассопереноса в теплозащитных композиционных материалах (КМ) при фазовых превращениях связующих КМ с образованием пиролизных газов и пористого коксового остатка, через который газы фильтруются к наружной границе и вдуваются в высокотемпературный пограничный слой. Математическое моделирование осуществляется на основе идентифицированного закона разложения связующих КМ без использования моделей трудно формализуемой химической кинетики и, следовательно, пригодного для большинства теплозащитных КМ. Комплексная физико-математическая модель включает моделирование образования зоны пиролиза, скоростей ее движения вглубь КМ, определения плотности КМ и пиролизных газов в зоне пиролиза, плотности и давления торможения газов в этой зоне, неизотермической фильтрации их через пористый остаток со вдувом в пограничный слой, а также теплопереноса при наличии нестационарно подвижных границ фазовых превращений. По соотношениям предлагаемой модели проведены расчеты и проанализированы их результаты.  
Автор:  В. Ф. Формалев, Б. А. Гарибян, С. А. Колесник
Ключевые слова:  тепломассоперенос, теплозащитный композиционный материал, пиролиз, пиролизный газ, скорость движения зоны пиролиза, неизотермическая фильтрация, пористый коксовый остаток
Стр:  404

КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЛЕНКИ ЖИДКОСТИ В ЗАКРИЗИСНОЙ ОБЛАСТИ КИПЕНИЯ ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА
Рассмотрены вопросы по дроблению пленок жидкости и, в частности, используемые числа подобия, характеризующие процесс дробления. На основе анализа ранее предложенной математической модели для вращающейся пленки жидкости, испаряющейся в режиме Лейденфроста, предложен критерий Sf. Он представляет собой соотношение между прижимающей инерционной массовой силой, действующей на пленку жидкости, и динамическим воздействием пара со стороны греющей стенки.  
Автор:  С. Э. Тарасевич
Ключевые слова:  пленка, закризисный режим, закрутка, устойчивость, критерий, дробление
Стр:  413

НАПРАВЛЕННОЕ ОРОШЕНИЕ НАСАДОК, НА КОТОРЫХ ФОРМИРУЮТСЯ СОСУЛЬКИ, ПРИ ДИСКРЕТНОЙ ПОДАЧЕ ВОДЫ СТРУЯМИ В УСЛОВИЯХ, БЛИЗКИХ К МИНИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ОРОШЕНИЯ И ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ ЗАМОРАЖИВАНИЕМ
Представлены результаты исследований направленного орошения линейных насадок, на которых формируются ледяные сосульки, при дискретной подаче воды струями в условиях, близких к минимальной плотности орошения. Предложено использовать П-образное линейное распределительное устройство. Вода охлаждается в струе при течении по распределительному устройству и каплям, падающим на насадки с вертикальных поверхностей распределительного устройства. Распределительное устройство плохо смачивается водой и капли падают в основном у центра падения струи. Предложено для увеличения равномерности орошения и лучшего смачивания использовать ребра распределительного устройства с тонкими гибкими элементами. Наилучшие результаты получены при использовании хлопчатобумажной нити № 40, расположенной в двух параллельных витках в одном ребре с шагом 10 мм. При этом число центров каплеобразования при расходе воды около 0.5 мл/с достигало 70, в то время как при 6 параллельных витках в одном ребре количество центров каплеобразования было 35, а в случае неоребренной поверхности — 7. Оросительное устройство проверено при орошении труб с получением сосулек, что подтверждает улучшение орошения насадок водой. Также исследовано опреснение воды замораживанием в сосульках, при этом наибольшая соленость имеет место внизу сосулек. Выявлено, что нельзя получить питьевую воду с одним циклом замораживания  
Автор:  И. И. Пуховой, А. Л. Петречук
Ключевые слова:  дискретная подача воды, минимальная плотность орошения, насадки с сосульками, опреснение вымораживанием в сосульках, распределительное устройство, центры каплеобразования
Стр:  417

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОРИСТОСТИ НАНОФИБРОБЕТОНА
Выполнен литературный обзор о влиянии углеродных нанотрубок (УНТ) и фибры макроуровня на показатели пористости бетона. Проведены результаты исследований наномодифицированного бетона с дисперсным армированием (нанофибробетон) по показателям пористости по кинетике их водопоглощения. В качестве дисперсного армирования использовались различные фибровые волокна и их комбинации: полимерная, базальтовая, стальная проволочная и из листа, волнового, анкерного и прямого профилей. Установлено, что введение дисперсных волокон приводит к изменению показателей пористости бетона. Фибровые волокна разбивают относительно крупные капиллярные поры на более мелкие. Причем имеют значение жесткость волокна, его количество в объеме. При комплексном фибровом армировании крупность капиллярных пор либо уменьшается, либо никак не меняется относительно исходного бетона. Механическое интенсивное перемешивание смеси способствует увеличению показателя пористости. Фибровые волокна более жесткой структуры в большей степени проявляют лопастной эффект при перемешивании. Наличие фибровых разномасштабных волокон позволяет избежать лопастного эффекта и не увеличивать показатель пористости бетона.   
Автор:  С. А. Жданок, С. Н. Леонович, Е. А. Садовская
Ключевые слова:  нанофибробетон, пористость, наноуглеродные трубки, фибра, дисперсное армирование, бетон
Стр:  425

АНАЛИЗ КИНЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО НАНОФИЛЬТРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЦИНКОСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОКОНВЕКТИВНОЙ ТЕОРИИ
Предложен метод оптимизации удельного потока вещества на выходе фильтрационных мембран с ограничениями по току, электроосмотической проницаемости, коэффициенту задержания и выходу по току при постоянном трансмембранном давлении. На основании аналитических и эмпирических исследований получены инженерные формулы, позволяющие рассчитать удельный выходной поток для плоскокамерных аппаратов с нанофильтрационными мембранами ОФАМ-К и ОПМН-П, определяющий производительность электрохимического нанофильтрационного процесса разделения цинкосодержащих растворов, в широких диапазонах изменения плотности электрического тока, электрической проницаемости и коэффициента задержания мембран, а также трансмембранного давления. Проведена проверка адекватности предложенного метода путем сравнения расчетных и экспериментальных данных по удельному потоку вещества на выходе прианодной мембраны ОФАМ-К и прикатодной мембраны ОПМН-П, которая показала эффективность полученных инженерных формул в широком диапазоне изменения плотности тока на мембранах.  
Автор:  Д. Н. Коновалов, С. И. Лазарев, К. К. Полянский
Ключевые слова:  удельный выходной поток, электрохимический нанофильтрационный процесс, мембрана, коэффициент задержания, цинк, электроконвекция
Стр:  432

AUGMENTATION OF HEAT TRANSFER BY USING INTERNAL RIB GEOMETRIES IN THE PRESENCE OF NANOFLUIDS: A REVIEW
In the last few years, the efforts to increase the heat transfer rates have been concentrated on passive techniques in accordance with the aim of reducing the consumption of power and the establishment of more sustainable systems. One of these promising techniques is adding extended geometries (ribs) which serve as thermal conducting geometries and flow turbulators. Another technique is to add nanoparticles to enhance the overall thermal properties of working fluids. Researchers had investigated this approach from multiple different scientific points of view. Among these factors is the channel geometry, whether it is with a regular section or a microchannel. Two major types of channels can be noted: common or traditional channels with a macroscopic cross section and microchannels with much smaller sections. The investigation of a flow in a regular channel section includes the cases of laminar flow, turbulent flow, constant heat flux, constant temperature, as well as different working fluids. The current review tends to summarize the most remarkable efforts which had been done in the last few years according to the above-mentioned aspects  
Автор:  Haneen M. Al-Ali, Naseer H. Hamza
Ключевые слова:  heat transfer, forced convection, enhancement, ribs, extended geometries
Стр:  439

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ МГД ТЕЧЕНИИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В ТЕПЛООБМЕННОЙ СИСТЕМЕ ТРУБА В КАНАЛЕ
Проведены экспериментальные исследования теплообмена при подъемном течении жидкого металла в вертикальной трубе, проходящей по оси квадратного обогреваемого канала, включенного в контур петли естественной циркуляции. Измерения проводились в отсутствие и при наличии поперечного магнитного поля. Применялись зондовые методики измерений с использованием продольных микротермопарных зондов как в трубе, так и в канальном зазоре. Рассмотрены три основных режима охлаждения при подъемном течении ртути в трубе и ее естественно-конвективном течении в межканальном зазоре, когда петля перекрыта и когда петля открыта без охлаждения и с охлаждением. Для случаев равномерного обогрева канала в режимах с варьируемыми числами Рейнольдса и Гартмана были получены профили осредненной температуры, распределения локальных коэффициентов теплоотдачи, пульсационные характеристики температуры в потоках в трубе и в канальном зазоре. Обнаружено, что конфигурация течения и его структура в зазоре существенно изменяются при наложении поперечного магнитного поля, а также в зависимости от режима работы петли естественной циркуляции  
Автор:  Н. А. Лучинкин, Н. Г. Разуванов, О. Н. Полянская
Ключевые слова:  жидкие металлы, гидродинамика, теплообмен, магнитное поле, термогравитационная конвекция
Стр:  448

РАЗВИТИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОПЕРЕНОСА ФУЩИЧА
Для дифференциального уравнение в частных производных четвертого порядка, предложенного Фущичем для математического описания процессов тепло- и массопереноса, установлен класс единственности и класс корректности задачи Коши. Используя преобразование Фурье, найдено решение задачи Коши в явном аналитическом виде. Показано, что новое уравнение не улучшает свойств классического уравнения теплопроводности, однако оно позволяет описывать процессы теплопереноса с учетом релаксационных эффектов в рамках Галилей-инвариантной математической теории переноса  
Автор:  В. И. Корзюк, Я. В. Рудько
Ключевые слова:  параболическое уравнение, задача Коши, класс единственности, класс корректности, бипараболическое уравнение теплопроводности, преобразование Фурье, принцип Дюамеля, тепловой поток
Стр:  461

О ВОЗМОЖНОСТИ СИНТЕЗА КАРБИДА КРЕМНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЛАЗМОТРОНА КОСВЕННОГО ДЕЙСТВИЯ
Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований синтеза карбида кремния с использованием энергии термической плазмы. Экспериментальные исследования проводились на стенде мощностью до 4 кВт, позволяющем реализовать поток термической плазмы со среднемассовой температурой 5600 K. Установлены режимы синтеза карбида кремния и концентрации компонентов композиционной шихты, определяющие его выход. На основе обработки экспериментальных данных вычислены ключевые характеристики технологического процесса синтеза карбида кремния (время, масса навески).  
Автор:  Р. Д. Герасимов, В. В. Шеховцов, Ю. З. Васильева, А. Я. Пак, Г. Я. Мамонтов, О. Г. Волокитин
Ключевые слова:  синтез, плазмотрон, карбид кремния, углерод, термическая плазма
Стр:  474

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТА ТЕРМОЭМИССИИ ЭЛЕКТРОНОВ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Выполнено численное моделирование потоков электронов интенсивной термоэмиссии с катода в системе электродов в воздушную среду при изменении напряжения на электродах и работы выхода электронов с катода. Построены пространственные распределения электронов, электронной энергии, ионов, напряженности электрического поля и концентрации атомарного кислорода в среде с использованием упрощенного набора кинетических реакций. Показана возможность практического применения термоэмиссионного охлаждения элементов конструкции летательных аппаратов для их защиты от тепловых нагрузок. Численные расчеты показали, что термоэмиссия электронов с катода без защитного сопротивления при высоком давлении не обеспечивает охлаждения системы  
Автор:  П. В. Булат, К. Н. Волков, И. И. Есаков , А. А. Раваев, М. Е. Ренев
Ключевые слова:  термоэмисионное охлаждение, газовый разряд, плазма, численное моделирование
Стр:  482

СКВОЗНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТРУЙНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИНДУКЦИОННОГО РАЗРЯДА ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ
Предложена самосогласованная сквозная модель струйного высокочастотного индукционного разряда пониженного давления (13.3–133 Па) в невозмущенном потоке газа и в присутствии твердого тела. Модель состоит из трех взаимосвязанных подмоделей, описывающих части такого разряда, участвующие в его взаимодействии с обрабатываемым материалом (плазменную струю, слой положительного заряда в окрестности материала и двойной электрический слой непосредственно у его поверхности). Особенностью указанного разряда является то, что течение его плазмы реализуется в режиме перехода от течения сплошной среды к свободномолекулярному потоку, в то время как течение заряженных частиц удовлетворяет гипотезе сплошности. Поэтому для описания газодинамических параметров плазменной струи используется кинетическое уравнение Больцмана, течение заряженных частиц в струе и слой положительного заряда рассматриваются в гидродинамическом приближении и для описания двойного слоя у поверхности образца используется модель бесстолкновительного свободномолекулярного потока.  
Автор:  И. Ш. Абдуллин, В. С. Желтухин, А. Ю. Шемахин
Ключевые слова:  высокочастотный индукционный разряд, струйное течение, слой положительного заряда, двойной электрический слой, математическая модель, переходный режим течения
Стр:  491

MOISTURE SORPTION ISOTHERMS OF A PALM HEART AND PREDICTION OF ITS SHELF LIFE AND THERMODYNAMIC PROPERTIES ON THE BASIS OF THESE ISOTHERMS
Experiments on determination of the sorption isotherms of the heart of a palm at different temperatures have been performed. Some mathematical models, available in the literature, were used to predict the hygroscopic behavior of the palm heart. The thermodynamic properties of the palm heart, such as its isosteric heat of sorption, were determined using the Clausius–Clapeyron equation, and the shelf life of the palm heart was calculated using the Heiss Eichner prediction model equations with regard for the storage conditions of this product and the requirements for its packaging . The results obtained can be used for optimization of the methods of drying and preservation of palm hearts, which is essential for the enhancement of their quality and the successful promotion of them in the international market.  
Автор:  A. A. Larbi, A. Mediani, A. Tahri, A. Loumani, A. Djaber, K. Idder, K. Mebarki
Ключевые слова:  heart of palm, desorption and adsorption isotherms, equilibrium moisture content, isosteric heat, shelf life
Стр:  504

ВЛАГОМЕР ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
Предложен влагомер для сыпучих материалов, способный автоматически контролировать влажность сыпучего материала в его непрерывном потоке с высокой точностью.  
Автор:  П. М. Матякубова, Г. Г. Бабаев
Ключевые слова:  сыпучие материалы, влагомер
Стр:  513

КИНЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГОРЕНИЯ КЕРОСИНА
Рассмотрено современное состояние исследований по разработке кинетических моделей горения керосина и его составляющих. Проанализированы суррогатные модели керосина, которые описывают физические и химические свойства реального топлива и используются при разработке детальных и редуцированных кинетических моделей. Сделан обзор экспериментальных данных, на основе которых проводится тестирование кинетических моделей различной степени сложности. Приведены примеры применения кинетических моделей при численном моделировании процессов, протекающих в реальных энергетических установках  
Автор:  Г. Я. Герасимов, В. Ю. Левашов
Ключевые слова:  керосин, углеводороды, горение, кинетические модели, вычислительная гидродинамика, реактивные двигатели
Стр:  515

ОБОБЩЕНИЕ ДАННЫХ ПО КОНВЕКТИВНОЙ ТЕПЛООТДАЧЕ ПУЧКОВ КРУГЛОРЕБРИСТЫХ ТРУБ С ВЫТЯЖНОЙ ШАХТОЙ
Применение воздухоохлаждаемых теплообменников в различных отраслях промышленности находит все более активное распространение благодаря их экологичности и отсутствию потребности в охлаждающей воде. Воздухоохлаждаемые теплообменники из круглоребристых труб широко используются в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой и пищевой промышленности, а также на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях, в тепло- и электроэнергетике, в холодильной технике, на атомных станциях.          Тепловая мощность воздухоохлаждаемых теплообменников во многом определяется характеристиками движения потока охлаждающего воздуха через него, который может быть организован с потреблением электроэнергии посредством вентилятора или в энергосберегающем режиме — свободной конвекцией. К сожалению, область температур окружающего воздуха, при которых возможно применение воздухоохлаждаемых теплообменников в условиях свободной конвекции, ограничена. Низкая интенсивность теплообмена по сравнению с вынужденной конвекцией является основным недостатком свободно-конвективного режима, который обычно компенсируется увеличением теплоотдающей площади, а именно, оребрением поверхности теплообмена. При оснащении воздухоохлаждаемых теплообменников дополнительными устройствами, позволяющими интенсифицировать свободную конвекцию, теплопроизводительность теплообменника может быть значительно увеличена.          В статье представлен обзор экспериментальных и численных исследований свободно-конвективного теплообмена в пучках из круглоребристых труб с установленной над ними вытяжной шахтой  
Автор:  А. Б. Сухоцкий, Г. С. Маршалова, Е. С. Данильчик
Ключевые слова:  биметаллическая круглоребристая труба, теплообменный пучок, число Нуссельта, число Грасгофа, число Релея, вытяжная шахта, смешанная конвекция
Стр:  535

ИНСТИТУТ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА ИМЕНИ А. В. ЛЫКОВА НАН БЕЛАРУСИ ОБЪЯВЛЯЕТ КОНКУРС 2024 ГОДА НА СОИСКАНИЕ ПРЕМИЙ ИМЕНИ АКАДЕМИКА А. В. ЛЫКОВА
 
Автор:  -
Стр:  546

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ