ТОМ 81, №5
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОГО АППАРАТА
Проведено экспериментально-теоретическое исследование характеристик роторно-пульсационного аппарата с крыльчаткой и регулируемым расходом, предназначенного для интенсификации процессов экстракции веществ из растительного сырья в фармацевтической промышленности. Предложена полуэмпирическая физико-математическая модель гидродинамики, определены выражения для характеристик осредненного течения. Получено согласование расчетных и экспериментальных данных по зависимостям напора и потребляемой мощности от расхода среды и скорости вращения двигателя.
Автор:
В. М. Фомин, А. В. Федоров, Т. А. Хмель, М. С. Василишин, А. Г. Карпов, А. А. Кухленко
Стр:
817
К ЗАДАЧЕ О ПОСТРОЕНИИ ПОДЗЕМНОГО КОНТУРА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ С УЧАСТКАМИ ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТИ ОБТЕКАНИЯ
Строится подземный контур заглубленного прямоугольного флютбета, углы которого округлены по кривым постоянной величины скорости фильтрации, в случае, когда водопроницаемое основание подстилается водоупором с криволинейной кровлей, также характеризуемым постоянством скорости обтекания. Решение соответствующей краевой задачи осуществляется с помощью полуобратного применения метода годографа скорости. Подробно изучаются случаи обтекаемого флютбета с горизонтальной вставкой и обтекаемого шпунта. Приводятся результаты численных расчетов и дается анализ влияния физических параметров модели на форму и размеры подземного контура плотины.
Автор:
Э. Н. Береславский
Стр:
826
О ПРИМЕНИМОСТИ УНИВЕРСАЛЬНОГО ЗАКОНА ДЕФЕКТА СКОРОСТИ К НЕРАВНОВЕСНЫМ ТЕЧЕНИЯМ В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ
На основании результатов измерения профиля средней скорости плоского турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости проведено уточнение предложенного ранее универсального закона дефекта скорости. Показано, что уточненные соотношения применимы и к неравновесным течениям в пограничном слое. Предложенная методика позволяет определить коэффициент трения по известным значениям формпараметра и числа Рейнольдса, подсчитанного по толщине вытеснения слоя, в более широком диапазоне этих величин по сравнению с известной формулой Людвига-Тилмана.
Автор:
Ю. А. Лашков, В. В. Михайлов, Н. В. Самойлова, А. А. Успенский
Стр:
834
РАСЧЕТ ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ МОНОДИСПЕРСНОГО ПОТОКА В ОСЕСИММЕТРИЧНОМ КАНАЛЕ
Построена стационарная изотермическая модель аэродинамики двухфазного потока в осесимметричном канале с учетом турбулентного и псевдотурбулентного механизмов переноса импульса твердой фазы. Замыкание уравнений движения дисперсной фазы осуществляется на уровне уравнений для вторых моментов пульсационных скоростей частиц, а замыкание уравнения переноса импульса несущей среды - на основе однопараметрической модели турбулентности, обобщенной на случай двухфазных турбулентных течений. Приведено сравнение результатов расчета с экспериментальными данными.
Автор:
Б. Б. Рохман
Стр:
844
ОБЪЕМНЫЙ РАСХОД НЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ТЕЧЕНИИ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ
Предложена новая формула для расчета объемного расхода при турбулентном режиме течения ньютоновской жидкости. Проведена экспериментальная проверка достоверности формулы при пропускании жидкостей различной физико-химической природы через цилиндрический канал лабораторного стенда.
Автор:
В. Н. Манжай, А. В. Илюшников
Стр:
856
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ СМЕРЧЕЙ
Проведено численное моделирование конвективных закрученных струй, возникающих в результате вращения нагретого диска в первоначально неподвижной среде. Показано, что в случае умеренной закрутки потока происходит реламинаризация течения и уменьшение интенсивности тепломассообмена конвективной струи, что приводит к росту выталкивающей силы, а следовательно, и к ускорению потока. Воздушные массы в виде цилиндрического колоннообразного вихря поднимаются на бoльшую высоту, сохраняя свою индивидуальность.
Автор:
А. М. Гришин, О. В. Матвиенко, Ю. А. Руди
Стр:
860
EFFECTS OF FREE CONVECTION ON THE OSCILLATORY FLOW OF A POLAR FLUID THROUGH A POROUS MEDIUM IN PRESENCE OF VARIABLE WALL HEAT FLUX
The objective of the work is to study a laminar two-dimensional free convective oscillatory flow of an incompressible polar fluid through a saturated porous medium occupying a semi-infinite region of the space which is bounded by an infinite vertical permeable plate in the presence of oscillating suction and variable wall heat flux. The governing equations are based on the local volume averaging technique. The generalized Darcy equation accounting for polar effects is employed. Analytical expressions for the linear momentum, angular momentum, and energy fields are obtained by using the two-term perturbation technique. The numerically computed results are shown graphically and compared with the corresponding ones for a viscous (Newtonian) fluid. Distribution of the mean velocity of a polar fluid is found to increase as compared to the Newtonian fluid. The analysis reveals multiple boundary-layer structure for velocity.
Автор:
P. M. Patil
Стр:
868
СТРУКТУРА МЕХАНИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБЛАСТИ ВОДОНЕФТЯНОГО КОНТАКТА
Рассматриваются сканирующий метод определения реологических характеристик двухфазных жидкостей и соответствующая техника эксперимента. Показана структура механического сопротивления области водонефтяного контакта и его связь с величиной межфазного натяжения.
Автор:
В. Н. Алексеев, А. В. Богословский
Стр:
885
ТЕПЛООТДАЧА В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ЗМЕЕВИКОВОЙ ТРУБЕ ПРИ ПЕРЕХОДНОМ РЕЖИМЕ И ОКОЛОКРИТИЧЕСКОМ ДАВЛЕНИИ ЖИДКОСТИ
Установлено, что в области давлений, близких к критическому, теплоотдача при переходном режиме движения однофазного потока в горизонтальной змеевиковой трубе изменяется неравномерно по периметру сечения. Основными факторами при этом являются влияния инерционных сил и свободной конвекции. Предлагаются расчетные уравнения для определения коэффициента теплоотдачи.
Автор:
Р. Ф. Келбалиев, Р. Ю. Алиев, М. Б. Исмаилов
Стр:
892
ОСОБЕННОСТИ ВНУТРИКАМЕРНОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ ГОРЕНИЯ В ЖИДКОСТНЫХ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ
Математически моделируются автоколебания и некоторые их закономерности, определяемые решением вырожденной системы дифференциальных уравнений, используемой при рассмотрении неустойчивости горения в камерах сгорания жидкостных реактивных двигателей.
Автор:
В. В. Гоцуленко
Стр:
897
ОСОБЕННОСТИ КОЛЕБАНИЯ ОБОЛОЧЕК ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ, ОБТЕКАЕМЫХ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТЬЮ
Исследуется влияние физико-механических свойств крупногабаритных оболочек на их колебание в потоке жидкости. Показано, что оболочки переменной по длине жесткости в принципе могут обеспечить фазовую скорость бегущей волны вдоль меридиана такую, чтобы на начальном участке передать энергию от жидкости к упругому покрытию и таким образом сохранить ее в виде энергии упругих колебаний, а в кормовой части восстановить импульс в жидкости.
Автор:
С. М. Аульченко, В. О. Каледин, Ю. В. Шпакова
Стр:
903
ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ РАССЕЯНИЯ ГАЗООБРАЗНОЙ И ДИСПЕРСНОЙ ПРИМЕСИ В АТМОСФЕРЕ
Описана численная модель переноса газообразной и дисперсной примеси в атмосфере. Она основана на полуэмпирическом стационарном уравнении турбулентной диффузии в пограничном слое атмосферы с учетом гравитационного оседания частиц. Высотные профили коэффициента турбулентной диффузии и скорости ветра аппроксимируются в соответствии с теорией Монина-Обухова и данными Бызовой с сотрудниками. Стратификация атмосферы определяется на основе стандартных метеорологических данных. Проведено сопоставление модели с экспериментальными данными и известными методиками расчета распространения примеси в атмосфере.
Автор:
В. П. Кабашников, В. М. Попов
Стр:
907
ПОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ПОДЗЕМНОМ ЗАХОРОНЕНИИ
На основе построенных асимптотическими методами, согласно концепции "в среднем точных" решений, в нулевом и первом приближениях осуществлены расчеты полей концентрации, возникающих при закачке растворов радиоактивных веществ в глубокозалегающие пласты. Произведена оценка остаточного члена разложения и найдены условия, при которых первое приближение обладает высокой точностью.
Автор:
А. И. Филиппов, П. Н. Михайлов, Д. А. Гюнтер, Д. В. Иванов
Стр:
912
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНВЕКТИВНОЙ ДИФФУЗИИ РАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ПОЧВЕ ПРИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОМ ВЛАГОПЕРЕНОСЕ
Представлена математическая модель переноса растворимых соединений в почве с учетом неизотермического влагопереноса, которая базируется на уравнениях конвективной диффузии, кинетики сорбции, двухфазной фильтрации, изотермах сорбции влаги почвой и термодинамических законах. Проведен численный анализ влияния различных физических механизмов на процесс массопереноса в почве.
Автор:
И. А. Гишкелюк, С. П. Кундас, Н. Н. Гринчик
Стр:
924
НЕСТАЦИОНАРНЫЙ НАГРЕВ ДВУМЕРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
Представлено численное решение задачи о нестационарном нагреве двумерной наночастицы лазерным излучением в приближении постоянной по объему наночастицы температуры. Получены асимптоты: температуры нагрева для больших времен и максимального нагрева наночастицы при больших длительностях лазерного излучения. Показано, что температуры нагрева наночастиц из серебра и золота при облучении их лазерным излучением на резонансной длине волны плазмонов значительны и могут достигать температуры кипения воды.
Автор:
С. В. Зимовец, П. И. Гешев
Стр:
936
ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ НА АБСОРБЦИЮ ГАЗА НАНОЧАСТИЦАМИ
Теоретически исследуется влияние размерных эффектов на абсорбцию газа малыми аэрозольными частицами.
Автор:
В. В. Левданский, И. Смолик, П. Моравец
Стр:
944
К ВОПРОСУ О ВЛИЯНИИ ДВИЖЕНИЯ СРЕДЫ НА ФОТОФОРЕЗ ТВЕРДОЙ АЭРОЗОЛЬНОЙ ЧАСТИЦЫ СФЕРОИДАЛЬНОЙ ФОРМЫ
Рассмотрено влияние движения среды (учет конвективных членов в уравнении теплопроводности) на фотофорез крупной аэрозольной частицы сфероидальной формы при малых относительных перепадах температуры в ее окрестности. Показано, что при фиксированном отношении полуосей с увеличением интенсивности падающего излучения суммарный вклад движения среды приводит к монотонному уменьшению скорости фотофореза, степень которого зависит от экваториального радиуса сфероида.
Автор:
Н. В. Малай, Н. Н. Миронова, Е. Р. Щукин
Стр:
948
О ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПРОДУВАЕМОГО ЗЕРНИСТОГО СЛОЯ
С использованием аналогии процессов конвективного тепло- и массопереноса получены зависимости для расчета эффективных коэффициентов теплопроводности зернистого слоя и составляющих его фаз. Они включают простые и достаточно надежные формулы для расчета кондуктивной теплопроводности непродуваемого слоя и радиационной теплопроводности каркаса твердых частиц.
Автор:
В. И. Ковенский, Ю. С. Теплицкий
Стр:
956
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛА В ПРОЦЕССАХ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ И РАВНОВЕСНЫЙ АНАЛИЗ
Предложен метод оценки эффективности конвективных сушилок с точки зрения теплопотребления, основанный на сравнении их характеристик с эталоном - процессом с максимально возможной в данных условиях эффективностью. При этом используется так называемый равновесный анализ, предполагающий отсутствие внутренних градиентов тепла и влаги в высушиваемом продукте. Показано, что наивысшей эффективностью обладают безградиентные процессы, являющиеся предельными для всех способов контакта фаз при уменьшении интенсивности сушки до нуля. Сформулированы основные правила организации экономичной сушки.
Автор:
М. М. Разин
Стр:
963
ПОСТРОЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ В СЕЧЕНИИ НАРУЖНОГО УГЛА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
Предлагаются аппроксимационные формулы для определения температуры в наружном углу ограждающих конструкций и для построения изотерм в горизонтальном сечении этого угла, заменяющие численное решение соответствующей задачи теплопроводности в широком диапазоне определяющих эту задачу параметров.
Автор:
А. И. Бородин
Стр:
971
КОНТАКТНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ЧЕРЕЗ ПЕРИОДИЧЕСКИ СОПРИКАСАЮЩИЕСЯ СТЕРЖНИ
Рассмотрен процесс теплопроводности периодически контактирующих стержней. На основе метода разложения по собственным функциям краевой задачи предложен эволюционный алгоритм построения решения для любого цикла контактирования, найдено явное решение для первого цикла и разработана компьютерная программа расчета температурного поля с заданной точностью в рамках предложенной математической модели. Экспериментально установлена зависимость общего термосопротивления тепловому потоку через периодически контактирующие металлические поверхности двух стержней при наличии или отсутствии контактного термосопротивления от материала контактной пары, температурных условий, усилий прижима, геометрии контактных поверхностей, частоты и времени контакта.
Автор:
В. М. Попов, А. Д. Чернышов, А. А. Карпов
Стр:
977
ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ СРЕДЫ, ОБУСЛОВЛЕННОЕ МГНОВЕННОЙ СОСРЕДОТОЧЕННОЙ СИЛОЙ
Найдено температурное поле изотропной среды при действии мгновенной сосредоточенной силы. Температура определена как решение связной системы дифференциальных уравнений в неограниченном пространстве. Приведен численный анализ полученных результатов.
Автор:
И. Т. Денисюк
Стр:
989
ДИЗАЙН ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОНИКИ. СЕГМЕНТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА: ОТЖИГ БАЗОВОЙ ПОДЛОЖКИ И ФОРМИРОВАНИЕ НАНОСТРУКТУР ЛЕГИРУЮЩИХ ПРИМЕСЕЙ
Для одного из производственных сегментов конструирования полупроводниковых материалов с заданными электрофизическими свойствами выполнено компьютерное моделирование ряда основных технологических физико-химических процессов. С использованием высокоразрешающих алгоритмов исследованы динамика термического окисления базового материала (кремния) и эволюция границ пленки окисла SiO2/Si и SiO2/O2.Проведено моделирование процесса сегрегации акцепторных и донорных легирующих примесей (бора и фосфора) в базовом материале на фронте волны окисления SiO2/Si. Для геометрии поверхности подложки типа "траншея" получены распределения концентраций бора и фосфора. Показано, что равномерное в начальный момент времени распределение концентраций легирующих примесей в базовом материале трансформируется в распределение с узколокализованными (шириной около 65 нм) пиками высокой интенсивности. Подобные наноструктуры донорных и акцепторных примесей в подложке обеспечивают требуемые полупроводниковые электрофизические свойства материала.
Автор:
Г. А. Тарнавский
Стр:
994
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ Ag-N0AlGaAs-n+
Рассмотрены спектральные характеристики двухбазовых структур с изотипными гетеропереходами и с барьерами Шоттки и Мотта к базовым областям, объяснены особенности примесного и фотовольтаического эффектов в двухбазовых структурах, содержащих глубокие примесные уровни кислорода и собственные дефекты.
Автор:
А. В. Каримов, Д. М. Дгорова, Ф. А. Гиясова, Р. А. Саидова
Стр:
1005
АСИМПТОТИКА СОБСТВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ И СОБСТВЕННЫХ ФУНКЦИЙ В КУБИЧЕСКИ АНИЗОТРОПНЫХ ТЕРМОУПРУГИХ ТЕЛАХ СО ЩЕЛЯМИ
В рамках несвязанной термоупругости методом Г. Вейля получены асимптотические формулы для собственных значений и собственных функций первой краевой задачи для кубически анизотропных тел, ограниченных конечным числом замкнутых и незамкнутых непересекающихся поверхностей Ляпунова.
Автор:
И. М. Мартыненко
Стр:
1010