ТОМ 79, №3
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СОПРЯЖЕННОГО ТЕПЛООБМЕНА В НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧАХ С ПОДВИЖНЫМ ПОДОМ
Разработана математическая модель сопряженного теплообмена, позволяющая описывать нагрев стальных заготовок в печах с подвижным подом (в кольцевых печах и печах с шагающим подом). В модели учтены все механизмы переноса тепла в высокотемпературном рабочем пространстве печи, а также в ее футеровке и стальных заготовках. На ее основе рассчитан более экономичный по сравнению с существующим режим работы печи с шагающим подом, а также проведен сравнительный анализ показателей работы кольцевой печи и печи с шагающим подом.
Автор:
В. И. Тимошпольский, М. Л. Герман, П. С. Гринчук, С. М. Кабишов
Стр:
3
ТЕПЛОАКТИВНОЕ ПОКРЫТИЕ КАК СРЕДСТВО УПРАВЛЯЕМОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ НЕОГРАНИЧЕННОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА СО СФЕРИЧЕСКИМ ОЧАГОМ РАЗОГРЕВА
Предложена математическая модель процесса формирования температурного поля в неограниченном твердом изотропном теле, содержащем сферический очаг разогрева с термически тонким теплоактивным покрытием его поверхности. Полученное аналитическое решение соответствующей задачи нестационарной теплопроводности использовано для обоснования возможности управляемого воздействия на температурное поле изучаемой системы.
Автор:
А. В. Аттетков
Стр:
12
НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛОПЕРЕНОС В НЕОДНОРОДНОМ УТЕПЛЕННОМ БРУСЕ
Предложены математическая модель и численная технология расчета теплового состояния фрагмента наружной брусчатой стены здания. Установлены характер распределения полей температуры в однородном и неоднородном (утепленном) брусьях и влияние на него теплофизических и геометрических характеристик однородного бруса и утеплителя. Исследованы теплозащитные свойства однородного и утепленного брусьев.
Автор:
А. Н. Хуторной, А. Я. Кузин, С. В. Хон
Стр:
20
ЛИНЕАРИЗАЦИЯ ДЛЯ ОДНОГО НЕЛИНЕЙНОГО УРАВНЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
Для квазилинейного уравнения теплопроводности предложен метод линеаризации и получена оценка близости точного и приближенного решений в виде неравенства, правая часть которого выражает близость линеаризованного решения к начальному условию.
Автор:
И. М. Мартыненко
Стр:
26
ДВУМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ ФРАКЦИОННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА БАНДЕ
Предложена двумерная модель тепломассопереноса при фракционной кристаллизации на банде. Разработаны алгоритмы расчета концентрации примеси и на основании численных экспериментов получены распределения примеси в диффузионном слое в случае линейного и волнообразного профилей кристалла. Установлен двумерный характер распределения примеси в случае волнообразной формы кристалла.
Автор:
П. П. Осипов
Стр:
30
ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ СОПЛА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫХЛОПНОЙ СТРУИ
Выполнено сравнение двух решений для параметров турбулентной выхлопной струи двухконтурного двигателя: традиционного в рамках уравнений Прандтля типа уравнений пограничного слоя и расчет ближнего поля в рамках уравнений Навье-Стокса с последующим расчетом в рамках уравнений Прандтля на большие расстояния. Показано, что влияние реальной геометрии среза выхлопного сопла, включая выдвижение центрального тела и внутреннего контура относительно среза сопла внешнего холодного контура, можно учесть с помощью коррекции константы при источниковом члене в дифференциальном уравнении для турбулентной кинематической вязкости.
Автор:
Бузыкин О. Г., Коган М. Н., Кучеров А. Н.
Стр:
37
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЕРХЗВУКОВОГО ОБТЕКАНИЯ СЛОЖНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ. ВЛИЯНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ КРЫЛА НА ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОНОВКИ
Представлены результаты численного моделирования (на основе уравнений Эйлера) сверхзвукового обтекания пространственных конфигураций летательных аппаратов. Для формирования сложного объекта использован метод построения модели из простых базовых объектов. Приводятся и анализируются результаты численного решения задачи пространственного обтекания в различных вариантах компоновки оживально-цилиндрического корпуса и треугольного крыла с ромбовидным профилем при числе Маха M = 4.03 и угле атаки = 10.1o. Результаты расчетов сопоставляются с данными физического эксперимента.
Автор:
В. Ф. Волков
Стр:
47
О ВЗРЫВНОМ СПОСОБЕ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ С ЗЕМЛЕЙ АСТЕРОИДНО-КОМЕТНЫХ ТЕЛ ПРИ ИХ ПОЗДНЕМ ОБНАРУЖЕНИИ
На основе модельных представлений о разрушении вещества небесного тела в ударной волне, вызванной сильным слабозаглубленным взрывом, выполнены оценки радиуса разрушенной области, выброшенной массы и импульса отдачи. Определены величины зарядов, необходимых для полного разрушения тел различного размера и состава или увода тел от Земли на требуемое расстояние. Проведено сравнение эффективности взрывного и сублимационного способов изменения орбит для случая, когда опасными телами являются кометы. Обсуждаются вопросы повышения эффективности взрывного способа воздействия на опасное тело за счет использования высокой относительной скорости встречи этого тела и ракеты, содержащей заряд.
Автор:
В. С. Сазонов, М. В. Яковлев
Стр:
56
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕЧЕНИЯ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ГТУ В ГАЗОХОДАХ К РЕКОНСТРУИРУЕМЫМ КОТЛАМ БЕРЕЗОВСКОЙ ГРЭС
Исследовано течение выхлопных газов в газоходах сложной конфигурации между газотурбинным блоком и паровым котлом в парогазовой установке Березовской ГРЭС. Изучено распределение газодинамических параметров трехмерного стационарного турбулентного течения выхлопных газов в каналах разной геометрии. Рассмотрено влияние некоторых конструктивных элементов газохода на гидродинамические характеристики течения. С помощью быстрого преобразования Фурье выполнен амплитудно-частотный анализ собственных колебаний газодинамических параметров в различных сечениях канала.
Автор:
А. Н. Бачуринский, А. С. Сметанников, Ю. А. Станкевич, Л. К. Станчиц, К. Л. Степанов, А. И. Стрелков
Стр:
68
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЯЗКОГО ОТРЫВНОГО ОБТЕКАНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ КРУГОВОГО ЦИЛИНДРА
Предcтавлены результаты численного решения уравнений Навье-Стокса в переменных функция тока-вихрь применительно к нестационарному ламинарному обтеканию кругового цилиндра, имеющего вращательную степень свободы. Рассмотрены случаи заданного, свободного и инерционного вращения обтекаемого тела.
Автор:
А. Б. Мазо, И. В. Моренко
Стр:
75
СНИЖЕНИЕ ШУМА ДОЗВУКОВОЙ ТУРБУЛЕНТНОЙ СТРУИ, ИСТЕКАЮЩЕЙ ИЗ КРУГЛОГО СОПЛА С ПРОДОЛЬНЫМИ ПРОРЕЗЯМИ
Излагаются результаты исследований аэродинамических и акустических характеристик струи, истекающей из круглого сопла с продольными прорезями. Показано, что наличие продольных прорезей в сопле приводит к заметному изменению особенностей процесса перемешивания в струе. При этом наблюдается существенное снижение генерируемого струей шума в широком диапазоне частот.
Автор:
Е. В. Власов, А. С. Гиневский, Р. К. Каравосов, Т. М. Макаренко, А. Г. Наливайко
Стр:
82
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МАСС В РАБОЧЕМ ПРОЦЕССЕ ПУЛЬСИРУЮЩИХ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ИХ ТЯГОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
Выполнены экспериментальные и расчетно-теоретические исследования рабочего процесса пульсирующих воздушно-реактивных двигателей. При определенных сочетаниях параметров рабочих пульсаций возможно взаимодействие цикловых масс газа между собой или с внешней средой (как с эжекторным каналом, так и без него), обеспечивающее повышение тяговой эффективности двигателя.
Автор:
В. И. Богданов
Стр:
85
ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ТЕЧЕНИЯ В КАНАЛЕ С ПРОНИЦАЕМЫМИ СТЕНКАМИ
Представлены математическая модель и численный метод расчета гидродинамики и тепломассообмена в канале с проницаемыми стенками. Моделирование турбулентного и переходного режимов течения и тепломассопереноса проводится на основе уравнений Навье-Стокса и метода торможения скоростей изменения искомых функций в некоторых узловых точках. Приведены результаты сопоставления расчетных и экспериментальных данных.
Автор:
Н. И. Никитенко, Ю. Ф. Снежкин, Н. Н. Сороковая, Ю. Н. Кольчик
Стр:
91
РАСЧЕТ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ ПЛАЗМЫ НА СРЕЗЕ СОПЛА ТОРЦЕВОГО ХОЛЛОВСКОГО УСКОРИТЕЛЯ
На основе экспериментальных измерений энтальпии, температуры и концентрации электронов вблизи среза сопла торцевого холловского ускорителя в рамках магнитогидродинамической модели течения плазмы рассчитаны скорость течения струи на срезе сопла и давление в разрядной зоне.
Автор:
И. А. Аношко, В. С. Ермаченко
Стр:
102
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА МЕЖДУ ПРОТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ И МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДОМ
Представлены экспериментальные результаты, полученные при сравнительно высоких значениях тока (4-11 А) и мощности (5-15 кВт), а также плотности тока на жидком катоде (0.8-1.0 А/см2). В качестве электролита использовался раствор поваренной соли в дистиллированной воде. Существенно снижены тепловые потери на жидком катоде за счет уменьшения его электрического сопротивления. Установлены режимы, при которых тепловой к.п.д. разрядного устройства составлял 80%.
Автор:
М. Н. Мифтахов, Х. К. Тазмеев, А. Х. Тазмеев, С. В. Фридланд
Стр:
109
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ "СБРОСОМ" ДАВЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ И КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Проведено исследование тепломассопереноса при сушке высоковлажных материалов "сбросом" давления. Представлены результаты экспериментов и математического моделирования, выявляющие закономерности протекания процесса и позволяющие прогнозировать качество готового продукта. Приведены технологическая схема и инженерная методика расчета сушки жидкой основы мыла.
Автор:
В. А. Лашков, Е. И. Левашко, Р. Г. Сафин
Стр:
116
КИНЕТИКА МИКРОВОЛНОВОЙ СУШКИ СЫПУЧЕГО ОРГАНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
Исследована кинетика сушки плотного слоя гречихи в микроволновом электромагнитном поле частотой 2.45 ГГц при различной загрузке рабочей камеры. Анализ кривых кинетики показал наличие периодов прогрева, постоянной и падающей скоростей сушки. Изучено влияние подводимой мощности, массы и размеров образца на скорость сушки, получена формула для ее расчета. Установлено, что при сушке дисперсного материала количество микроволновой энергии, которая преобразуется в тепловую, зависит не только от массы образца, но и от толщины и площади поверхности слоя. Получены обобщенные уравнения для расчета влагосодержания и температуры слоя.
Автор:
В. А. Календерьян, И. Л. Бошкова, Н. В. Волгушева
Стр:
123
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ СЛОИСТОГО ПЛАСТА ПО ДАННЫМ НЕСТАЦИОНАРНОГО ПРИТОКА ЖИДКОСТИ К СКВАЖИНЕ
Предлагается вычислительный алгоритм на основе теории некорректных задач для оценки фильтрационных параметров слоистого пласта по результатам нестационарных гидродинамических исследований вертикальных скважин.
Автор:
Е. Р. Бадертдинова, М. Х. Хайруллин
Стр:
128
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ, ТЕРМОКИНЕТИЧЕСКИХ И ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОРФА
Экспериментально исследованы теплофизические характеристики торфа (коэффициенты удельной теплоемкости, теплопроводности) в зависимости от его температуры и влагосодержания; получены термокинетические характеристики торфа: аналоги энергии активации и предэкспоненциального множителя. Впервые определены коэффициенты фильтрации воздуха в торфе.
Автор:
А. М. Гришин, А. Н. Голованов, Я. В. Суков
Стр:
131
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАЖИГАНИЯ И ГОРЕНИЯ ТОРФА
В лабораторных условиях исследованы процессы зажигания и горения образцов торфа различного ботанического состава, взятых из разных месторождений. Выяснено влияние плотности, влагосодержания, зольности на минимальную энергию зажигания и скорость горения торфа.
Автор:
А. М. Гришин, А. Н. Голованов, Я. В. Суков, Ю. И. Прейс
Стр:
137
НОВЫЙ ПОДХОД К РЕГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛОТЫ И ВЛАГИ В СИСТЕМЕ ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЙ. I. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРОТОТИП РЕГЕНЕРАТОРА
Предложено новое тепломассообменное устройство, позволяющее одновременно регенерировать теплоту и влагу в системе вентиляции, предотвращать обледенение на выходе теплообменника и поддерживать комфортную влажность в помещении. В этом устройстве перед теплозапасающей средой, выполняющей функцию регенерации теплоты, помещен мелкозернистый адсорбент, который решает задачу регулирования влажности воздушных
потоков. В первой части работы изучен циклический процесс теплообмена (в отсутствие адсорбента) и проведена его оптимизация для достижения максимальной регенерации теплоты. Показано, что эффективность регенерации может превышать 90%.
Автор:
Ю. И. Аристов, И. В. Мезенцев, В. А. Мухин
Стр:
143
НОВЫЙ ПОДХОД К РЕГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛОТЫ И ВЛАГИ В СИСТЕМЕ ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЙ. II. ПРОТОТИП РЕАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
Приведены результаты экспериментальных исследований, выполненных на реальном прототипе регенератора, режимы работы которого зависели от погодных условий во время испытаний (зима 2004 г.). Показано, что коэффициенты утилизации теплоты и влаги можно целенаправленно и независимо регулировать в широких пределах путем подбора количества адсорбента и теплоаккумулирующей среды. Применение разработанного устройства в системе вентиляции стандартной двухкомнатной квартиры в условиях г. Новосибирска может привести к годовой экономии средств на отопление на 44%.
Автор:
Ю. И. Аристов, И. В. Мезенцев, В. А. Мухин
Стр:
151
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОПОЛИМЕРА PLURONIC РE6400
Представлены экспериментальные результаты исследований теплоемкости и скорости звука в водных растворах сополимера Pluronic РE6400. На их основе обсуждены фазовые переходы, фазовые состояния, а также возможные физические механизмы наблюдаемых эффектов.
Автор:
Бакаева З. Ш., Ахмедов Т. Х., Заитдинов М. Р., Игамбердиев Х. Т., Мирзаев С. З., Халиуллин М. Г., Хабибуллаев П. К.
Стр:
158
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕН ПРЕБЫВАНИЯ ЧАСТИЦ В СТОЯКЕ ЦИРКУЛИРУЮЩЕГО КИПЯЩЕГО СЛОЯ
На основе сформулированной ранее модели продольного перемешивания частиц в циркулирующем кипящем слое рассчитаны распределения времен пребывания частиц в подъемном стояке. Показано, что они хорошо аппроксимируются стандартным -распределением. Установлена зависимость функции распределения времен пребывания от основных параметров циркулирующего кипящего слоя. Проведено сравнение расчетных и экспериментальной функций распределения.
Автор:
Ю. С. Теплицкий, В. И. Ковенский, Е. Ф. Ноготов
Стр:
164
O СЕПАРАЦИОННЫХ КРИВЫХ ПРОТОЧНОГО КЛАССИФИКАЦИОННОГО АППАРАТА КОНЕЧНОЙ ДЛИНЫ
Проанализирована упрощенная модель работы проточного классификационного аппарата конечной длины для случая слабоконцентрированной суспензии. Проведен аналитический и численный анализ поведения сепарационной функции. Особое внимание уделено таким характеристикам классификации, как размер и острота разделения. Получено автомодельное решение для концентрации частиц каждой фракции и осуществлено его сравнение с численным решением.
Автор:
И. Г. Дик, Л. Л. Миньков, Е. В. Пикущак
Стр:
171
НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ЗОНЫ РЕЗАНИЯ ЭМУЛЬСИОННЫМ ТУМАНОМ
Рассмотрено влияние условий генерирования эмульсионного тумана на средний диаметр капель эмульсии и их количество в единице объема. При контакте с нагретой поверхностью одиночная капля нагревается до температуры кипения и испаряется. В определенных условиях общее время нагрева и испарения всех капель, вошедших в контакт с поверхностью за 1 с, может оказаться меньше этого времени. В таких условиях активные вещества, входящие в состав эмульсии, образуют на поверхностях детали, стружки и инструмента твердую смазочную пленку. За счет кипения и испарения капель эмульсии из зоны резания может быть отведено свыше 50% общего количества выделившейся теплоты.
Автор:
Е. Э. Фельдштейн, Р. Маруда
Стр:
179
СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ АНСАМБЛЯ МОЛЕКУЛ ДНК
Разработано статистическое описание ансамбля молекул ДНК в растворе электролита. На этой основе рассчитаны радиальные функции распределения для всех компонентов системы, одночастичная функция распределения для элементов молекулы и ее ориентационные модули упругости.
Автор:
В. В. Белов, В. Б. Немцов
Стр:
183
АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О ТЕПЛОВОМ СКОЛЬЖЕНИИ ВТОРОГО ПОРЯДКА ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ГАЗОВ
Представлены результаты, полученные с использованием точных аналитических методов в задаче о тепловом скольжении второго порядка для молекулярных газов с учетом вращательных степеней свободы молекул. Проведены численные расчеты коэффициента теплового скольжения для ряда молекулярных газов. Показана зависимость скорости теплового скольжения второго порядка молекулярного газа от числа Прандтля. Найденное значение коэффициента теплового скольжения второго порядка теоретически подтверждает для молекулярных газов существование отрицательного (в направлении градиента температуры) термофореза.
Автор:
В. Н. Попов
Стр:
190