ТОМ 82, №4
МОДЕЛИРОВАНИЕ БЫСТРОГО ПИРОЛИЗА ОДИНОЧНОЙ ЧАСТИЦЫ БИОМАССЫ В ИНЕРТНОМ КИПЯЩЕМ СЛОЕ
Разработана модель быстрого пиролиза частицы биомассы (древесины), включающая в себя прогрев частицы в кипящем слое в условиях регулярного режима, кинетику пиролиза трех основных компонентов биомассы (целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина), кинетику деструкции промежуточных продуктов пиролиза, а также подмодель движения частицы в свободном пространстве реактора. Проведена численная оптимизация быстрого пиролиза древесной биомассы, показавшая, что основным управляющим параметром процесса, определяющим выход жидкого биотоплива, является температура кипящего слоя.
Автор:
О. С. Рабинович, В. В. Корбан, Г. И. Пальченок, О. П. Хорольская
Ключевые слова:
быстрый пиролиз, биомасса, биотопливо, кинетика пиролиза, оптимизация, кипящий слой.
Стр:
621
ОБ ЭНЕРГЕТИКЕ ЦИРКУЛИРУЮЩЕГО КИПЯЩЕГО СЛОЯ
Проведен анализ энергетических затрат при фильтрации газа в циркулирующем кипящем слое. Получено выражение мощности, необходимой для поддержания внутренней циркуляции частиц. На основе этого установлена теоретическая зависимость для определения предельной несущей способности потока и нижней границы существования циркулирующего кипящего слоя (минимальной транспортной скорости). Получены простые инженерные формулы для расчета сопротивления слоя и максимальной транспортной скорости.
Автор:
Ю. С. Теплицкий, В. И. Ковенский
Ключевые слова:
циркулирующий кипящий слой, несущая способность потока, минимальная и максимальная транспортная скорость газа, сопротивление слоя.
Стр:
632
ДИНАМИКА ПАРАМЕТРОВ ЭРОЗИОННОГО ФАКЕЛА, ОБРАЗОВАННОГО ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СУБМИКРОСЕКУНДНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЦИНКОВУЮ МИШЕНЬ
С помощью методики лазерного зондирования определена временная зависимость коэффициента прозрачности эрозионного лазерного факела цинка при воздействии на металлическую мишень интенсивных субмикросекундных импульсов. На основании результатов лазерного зондирования сделан вывод о механизме формирования жидкокапельной фазы материала мишени при данных условиях воздействия.
Автор:
В. К. Гончаров, К. В. Козадаев, М. В. Пузырев, В. М. Стецик
Ключевые слова:
эрозионный лазерный факел, жидкокапельная фаза, субмикросекундный импульс излучения, конденсация.
Стр:
638
ВЛИЯНИЕ РЕШЕТОЧНОЙ РЕЛАКСАЦИИ НА КИНЕТИКУ СПИНОДАЛЬНОГО РАСПАДА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ
В рамках приближения среднего поля показано, что решеточная релаксация может стабилизировать твердый раствор относительно малых флуктуаций состава, в результате чего кинетика спинодального распада сплава существенно изменяется. Построена метастабильная диаграмма состояния и исследована кинетика превращений с учетом решеточной релаксации. Обнаружено, что распад развивается в зависимости от температуры по механизму роста колоний эвтектоидного типа либо двойниковых пластин из областей с нарушенной гомогенностью.
Автор:
И. К. Разумов
Ключевые слова:
диффузия, спинодальный распад, метастабильные фазы, эвтектоидные колонии.
Стр:
643
НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ РОСТЕ УГЛЕРОДНЫХ КЛАСТЕРОВ В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ
Проведено численное исследование неизотермических эффектов при росте углеродных кластеров в газовой фазе в диапазоне температур 2000-3000 К. Эти эффекты связаны с выделением скрытой теплоты фазового перехода при конденсации в объеме неравновесного углеродного пара, а также c конвективным и радиационным охлаждением кластеров. Показано, что в таких условиях канал радиационного охлаждения кластеров является доминирующим. Математическое моделирование проводилось для случаев оптически толстого и оптически тонкого слоев газа, окруженных холодными стенками. Выявлено влияние пористости кластеров, пересыщения пара углерода и температуры парогазовой смеси на динамику роста и температуру растущих углеродных кластеров. Установлено, что температура растущих кластеров углерода может быть как выше, так и ниже температуры смеси газов, а величина отклонения может превышать 500 К. Проведено сравнение с экспериментальными данными, полученными на ударных трубах.
Автор:
Е. А. Баранышин, О. Г. Пенязьков, С. П. Фисенко
Ключевые слова:
радиационное охлаждение, свободномолекулярный режим роста, пористость кластера.
Стр:
649
КРИТИЧЕСКИЙ РАЗМЕР АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ ПРИ ФИЗИЧЕСКОМ И ХИМИЧЕСКОМ ОСАЖДЕНИИ
Теоретически исследуются вопросы, связанные с критическим размером аэрозольных частиц при зависимости коэффициента конденсации пара от размера частицы, влияния электромагнитных полей, а также присутствия в системе адсорбирующихся посторонних газов. Обсуждается проблема критического размера частиц при химическом осаждении.
Автор:
В. В. Левданский, И. Смолик, П. Моравец
Ключевые слова:
критический размер, аэрозольные частицы, осаждение.
Стр:
656
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕРВАЛОВ ТЕХНОГЕННЫХ СКОПЛЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ В СЛОИСТОЙ ТОЛЩЕ ПОРОД
В толще пород, представленной слоями с различными теплофизическими свойствами, моделируется формирование за счет утечек из ствола скважины техногенного скопления углеводородов и восстановление после остановки скважины нарушенного теплового поля. Рассматриваются особенности динамики температуры разреза, связанные с различием теплофизических свойств и наличием интервала поглощения, предлагается методика выделения мест поглощения флюидов.
Автор:
Г. Г. Куштанова
Ключевые слова:
техногенная залежь, фильтрация, восстановление температуры, численное моделирование.
Стр:
663
ПЕРЕНОС ПАРА В ПОРИСТОМ ПОКРЫТИИ НАГРЕВАЕМОГО ЦИЛИНДРА, ПОГРУЖЕННОГО В ЖИДКОСТЬ
Проанализированы данные, полученные при испарении пропана в пористом покрытии на расположенных горизонтально медных цилиндрических образцах при полном и частичном погружении в жидкость. С помощью зависимостей, полученных из решения кинетических задач массопереноса в капиллярах, определяется количество макропор, функционирующих в качестве пароотводящих каналов.
Автор:
Филатова О. С., Павлюкевич Н. В., Васильев Л. Л., Журавлев А. С.
Ключевые слова:
пористая структура, спеченный медный порошок, парообразование, течение газа в капиллярах.
Стр:
668
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СУШКИ ДЕФОРМИРУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЧИСЛЕННАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА
Дается дальнейшее развитие численных методов расчета нелинейных взаимосвязанных процессов тепло- и массопереноса с учетом напряженно-деформированного состояния коллоидных капиллярно-пористых материалов.
Автор:
В. А. Сычевский
Ключевые слова:
коллоидные капиллярно-пористые материалы, нелинейные взаимосвязанные уравнения тепло- и массопереноса, большие деформации, напряженно-деформированное состояние, метод конечных элементов.
Стр:
674
НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ ТЕПЛОПЕРЕНОС В НЕОДНОРОДНОМ УГЛОВОМ ФРАГМЕНТЕ ДЕРЕВЯННОЙ БРУСЧАТОЙ СТЕНЫ
Исследовано тепловое состояние наружного угла неоднородной деревянной брусчатой стены здания. Установлен характер распределения температуры и тепловых потоков в неоднородном угловом фрагменте и оценено влияние анизотропии на распределение температуры на его внутренней и наружной поверхностях. Определены дополнительные потери теплоты через внутреннюю тепловоспринимающую поверхность углового фрагмента по отношению к тепловым потерям через гладь стены.
Автор:
А. Я. Кузин, А. Н. Хуторной, Д. Н. Цветков, И. А. Лесняк
Ключевые слова:
пространственный теплоперенос, неоднородный наружный угол, деревянная брусчатая стена, анизотропия, математическое моделирование.
Стр:
688
РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ДЛЯ ОДНОРОДНЫХ И СОСТАВНЫХ ТЕЛ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ
Предложен новый метод расчета средней (интегральной) температуры однородных и составных тел произвольной формы в режиме охлаждения (нагревания) - зональный интегральный метод. Основные его достоинства - простота, универсальность и удовлетворительная точность в практических приложениях - продемонстрированы на известных аналитических решениях.
Автор:
А. И. Бородин
Ключевые слова:
тепловые режимы, метод расчета средней (интегральной) температуры, тело произвольной формы.
Стр:
693
EXPERIMENTAL STUDY OF FLUID FLOW AND HEAT TRANSFER FROM A SQUARE PRISM APPROACHING THE WALL OF A WIND TUNNEL
Experimental investigations of fluid flow and heat transfer have been carried out to study the effect of wall proximity due to flow separation around square prisms. Experiments have been carried for the Reynolds number equal to 2.6x104. The results are presented in the form of pressure coefficient, drag coefficient, and Nusselt numbers for various height ratios, blockage ratios, and angles of attack. The pressure coefficient distribution shows positive values on the front face, whereas on the rear face its negative values are observed. The drag coefficient decreases with an increase in angle of attack as the height ratio decreases, and its maximum value takes place at an angle of about 50o. Both the local and average Nusselt numbers decrease as the height ratio decreases.
Автор:
Dipes Chakrabarty, Ranajit Brahma
Ключевые слова:
flow separation, square prism, blockage ratio, height ratio, angle of attack, pressure coefficient, drag coefficient, Nusselt number.
Стр:
701
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДВУМЕРНОЙ КОНВЕКЦИИ НА ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СЛИТКОВ С ОБРАТНОЙ КОНУСНОСТЬЮ
Теоретически изучено влияние двумерной конвекции на скорость затвердевания плоского слитка в клинообразной изложнице. Объяснено возникновение трех кристаллических зон в затвердевшем слитке.
Автор:
В. В. Дремов
Ключевые слова:
фронт затвердевания, конвекция, плоская изложница, жидкая и твердая фазы, тепло перегрева, вариационный метод, стационарный случай, нестационарное решение, кривые затвердевания, зоны структуры.
Стр:
711
ПОДБОР КОЭФФИЦИЕНТА КОНВЕКТИВНОЙ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ИЗ СРАВНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И РЕЗУЛЬТАТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Предложена простая методика определения коэффициента конвективной теплопередачи от слитка вакуумного дугового переплава в атмосферу гелия при охлаждении после выключения тока печи. Для этого экспериментально замерена температура торца расходуемого электрода после разгерметизации печи. Коэффициент теплопередачи определен с помощью математической модели рассматриваемого процесса методом подбора.
Автор:
И. Ю. Пузаков, Е. Н. Кондрашов, А. Ю. Максимов
Ключевые слова:
вакуумный дуговой переплав, охлаждение, гелий, теплопередача, моделирование.
Стр:
718
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА В СТРУКТУРЕ ПИРОЭЛЕКТРИК-ЖИДКИЙ КРИСТАЛЛ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Численными методами изучено распределение температуры и электрического потенциала в структуре пироэлектрик-жидкий кристалл при воздействии лазерного излучения. Рассмотрено влияние характеристик слоев и частоты модуляции теплового потока на величину пиросигнала и его тепловое "размытие".
Автор:
В. Н. Шут, А. В. Гаврилов, В. Л. Трубловский
Ключевые слова:
ИК-детектор, пироэлектрический коэффициент, жидкие кристаллы.
Стр:
721
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЛАСТИНЫ В ПОТОКЕ ИОНИЗИРОВАННОГО ГАЗА, ИНДУЦИРОВАННОГО ПРИПОВЕРХНОСТНЫМ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ БАРЬЕРНЫМ РАЗРЯДОМ
Проведено экспериментальное исследование зависимости полного аэродинамического сопротивления плоской пластины от скорости набегающего потока и электрических параметров разряда при наличии на поверхности высокочастотного барьерного разряда. Показано, что использование приповерхностного барьерного разряда позволяет достичь снижения коэффициента профильного сопротивления пластины на 3-7%.
Автор:
П. П. Храмцов, О. Г. Пенязьков, М. Ю. Черник, В. М. Грищенко, И. Н. Шатан, И. А. Ших
Ключевые слова:
аэродинамическое сопрoтивление, барьерный разряд, плазма.
Стр:
726
О МАКСИМУМЕ СКОРОСТИ ПРИ ВЕРТИКАЛЬНОМ ПАДЕНИИ ОДНОРОДНОГО ШАРА С ПОКАЗАТЕЛЬНЫМ ЗАКОНОМ ИЗМЕНЕНИЯ РАДИУСА
Исследованы экстремальные свойства вертикального падения сферического тела, радиус которого уменьшается во времени по показательному закону. Найдены условия, при выполнении которых скорость падения имеет максимум.
Автор:
В. П. Ольшанский, С. В. Ольшанский
Ключевые слова:
максимум скорости, вертикальное падение шара, показательный закон убывания радиуса, скорость витания, функции Бесселя, функции Ламберта, асимптотика скорости.
Стр:
732
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ЖИДКОСТЯМИ
Исследуется влияние различных факторов на чувствительность и производительность методов неразрушающего контроля проникающими жидкостями: характеристик технологических стадий контроля, шероховатости контролируемой поверхности, тепловых воздействий. Разработаны средства количественной оценки чувствительности наборов дефектоскопических материалов и индикаторных жидкостей, технологический режим контроля с применением обдува теплым воздухом поверхности контроля, при котором значительно повышаются чувствительность и производительность дефектоскопии методами проникающих жидкостей.
Автор:
Н. П. Мигун, Н. В. Деленковский
Ключевые слова:
капиллярный контроль, тепловое воздействие, шероховатость, электрохимическая обработка.
Стр:
737
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ЭЛЕКТРОРЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОТКЛИК ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СУСПЕНЗИЙ НА ОСНОВЕ ВОДОСОДЕРЖАЩЕГО НАПОЛНИТЕЛЯ
Исследуется влияние температуры на реологические свойства электрореологических жидкостей (ЭРЖ), содержащих гидратированный оксид алюминия в форме псевдобемита. Экспериментально показано, что такие ЭРЖ обладают термической устойчивостью, сохраняя высокие показатели электрореологической активности (ЭР-активности) вплоть до 120оС. Применение псевдобемита в качестве наполнителя ЭРЖ позволит обеспечить эффективную работу электроуправляемых гидравлических устройств с расширенным температурным диапазоном использования.
Автор:
Л. С. Ещенко, Е. В. Коробко, Н. А. Бедик
Ключевые слова:
электрореологическая жидкость, температура, реологические свойства, гидратированный оксид алюминия.
Стр:
745
ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ В ЭЛАСТИЧНОМ ТРУБОПРОВОДЕ
На основе исследований Н. Е Жуковского о течении жидкости в трубе, стенки которой могут расширяться, с использованием векторной формы записи закона Ньютона для вязкой жидкости найдены основные уравнения гидродинамики в таком трубопроводе. Определен аналог формулы Пуазейля для расхода жидкости в эластичном трубопроводе. Проведен сравнительный анализ вязкого течения в эластичном и жестком трубопроводах. Показано, что связь максимальной скорости жидкости в сечении трубопровода и средней по сечению скорости одинакова для эластичного и жесткого трубопроводов.
Автор:
А. Н. Волобуев, А. П. Толстоногов
Ключевые слова:
эластичный трубопровод, уравнение импульса Жуковского, вязкая жидкость, закон трения в потоке, расход жидкости.
Стр:
751
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ И РАЗМЕРА ЧАСТИЦ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБУЛЕНТНОСТИ, ТРЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА
Проводится численное моделирование турбулентных течений газовзвеси в окрестности критической точки и в канале с проницаемыми стенками. Обсуждается влияние концентрации и размера частиц дисперсной фазы на распределения средних и пульсационных характеристик потока, а также на коэффициенты трения и теплоотдачи.
Автор:
К. Н. Волков, В. Н. Емельянов
Ключевые слова:
турбулентность, частица, течение, трение, теплообмен, численное моделирование, критическая точка, канал со вдувом.
Стр:
758
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОДИНАМИКИ, ТЕПЛООБМЕНА И ГОРЕНИЯ ПОЛИДИСПЕРСНОГО АНСАМБЛЯ КОКСОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В ВОСХОДЯЩЕМ ОСЕСИММЕТРИЧНОМ ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ
Построена двумерная стационарная модель движения, тепломассообмена и химического реагирования полидисперсных частиц кокса и золы в восходящем потоке газовзвеси с учетом турбулентных и псевдотурбулентных механизмов переноса в дисперсной фазе. Замыкание системы уравнений, описывающей движение и теплоперенос в твердой фазе, осуществляется на уровне уравнений для вторых моментов пульсаций скорости и температуры, а замыкание уравнения переноса импульса несущей среды - при помощи уравнения для турбулентной энергии газа, учитывающего влияние частиц и гетерогенных реакций.
Автор:
Б. Б. Рохман
Ключевые слова:
горение, частица, газ, полидисперсность, турбулентность, псевдотурбулентность, температура, пульсации, гетерогенная реакция, концентрация, скорость, моменты, аэродинамика.
Стр:
767
THERMODYNAMIC PROPERTIES OF LIQUID METALS USING PERCUS-YEVICK (PY) HARD SPHERE REFERENCE SYSTEM
The Gibbs-Bogoliubov inequality is used to evaluate the Helmholtz free energy of some liquid metals. The structural contribution to this energy is investigated by adopting the Percus<196>Yevick (PY) hard sphere fluid. A well-known single parametric empty core local pseudopotential of Ashcroft is applied to describe the electron<196>ion interaction along with five different local field correction functions, viz, Hartree, Taylor, Ichimaru-Utsumi, Farid et al., and Sarkar et al. The difference from 2.18 to 28.00% in the influence on the Helmholtz free energy is concluded to be due to these local field correction functions with respect to the static Hartree dielectric function. A qualitative agreement with experimental or theoretical results is achieved.
Автор:
Aditya M. Vora
Ключевые слова:
Thermodynamic properties; pseudopotential theory; PY hard sphere model; liquid metals.
Стр:
780
ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ С ПОМОЩЬЮ ЦИФРОВОГО ЛАЗЕРНОГО СПЕКЛ-ФОТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Показано, что метод цифровой динамической спекл-фотографии является эффективным способом количественной и качественной диагностики в ортопедической стоматологии для оптимизации конструкций металлокерамических зубных протезов посредством оценки их напряженно-деформационного состояния. Определение напряженно-деформационного состояния металлокерамических зубных протезов на этапах их изготовления методом цифровой лазерной спекл-фотографии позволяет наиболее достоверно исследовать качество изготавливаемых конструкций, что снижает число осложнений и повышает эффективность лечения в ортопедической стоматологии.
Автор:
Н. Б. Базылев, С. П. Рубникович
Ключевые слова:
напряженно-деформационное состояние, диагностика, спекл-фотография, металлокерамический протез.
Стр:
789
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛУПРОЗРАЧНЫХ СЛОИСТЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ВОЛНОВОДОВ С УЧЕТОМ УСРЕДНЕННЫХ ДВУХСТОРОННИХ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ
Исследована краевая задача, описывающая проникновение электромагнитных волн из многослойного тонкостенного цилиндрического волновода в окружающее пространство с использованием усредненных граничных условий. При этом многослойная стенка волновода рассматривалась как идеально тонкая цилиндрическая поверхность со специальными двухсторонними граничными условиями, учитывающими сложную материальную структуру слоистой стенки волновода. Дисперсионное уравнение для определения постоянных распространения парциальных волн волновода решено методом численной минимизации функции двух переменных. Приведены результаты расчета коэффициентов ослабления электромагнитного поля в результате проникновения поля во внешнее пространство по сравнению с величиной поля соответствующей моды внутри волновода.
Автор:
В. Т. Ерофеенко, А. И. Глушцов
Ключевые слова:
слоистый волновод, уравнения Максвелла, спектральная задача, электромагнитные моды, коэффициент ослабления.
Стр:
794
САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИЕСЯ СТЕНДЫ НА ГИДРООПОРАХ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ И СИСТЕМ АВИАЦИОННОЙ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
Представлено описание и обоснование конструкций самоустанавливающихся (самобалансирующихся) стендов для испытаний изделий и их систем авиационной и ракетно-космической техники. Стенды позволяют проводить испытания изделий на прочность и функциональность под воздействием центробежных нагрузок и вибрации раздельно и совместно.
Автор:
С. М. Аринкин, Л. Н. Панасенко, Е. В. Папок
Ключевые слова:
самоустанавливающееся опорное устройство, гидростатическая опора, допустимая шероховатость, уводящие моменты и силы, гидромонитор, имитация реактивной тяги, перегрузка.
Стр:
803
ТРОДИНАМИКА СЛОИСТЫХ СРЕД С ГРАНИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ, СООТВЕТСТВУЮЩИМИ НЕПРЕРЫВНОСТИ ПОЛНОГО ТОКА
Построена согласованная физико-математическая модель распространения электромагнитных волн в слоистых средах без явного выделения наведенного поверхностного заряда, базирующаяся на уравнениях Максвелла, непрерывности полного тока и теореме Дирихле. Разработан, обоснован численный метод сквозного счета для решения системы уравнений в слоистых средах. Приведены примеры численного моделирования: распространения электромагнитной волны в ячеистой двумерной структуре, модулированного сигнала в одномерной слоистой среде с использованием условий сопряжения потоков заряда на границах раздела смежных сред.
Автор:
Н. Н. Гринчик, А. П. Достанко, И. А. Гишкелюк, Ю. Н. Гринчик
Ключевые слова:
электромагнитные волны, слоистые среды, уравнения Максвелла, физико-математическая модель.
Стр:
810