ТОМ 95, №4

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ МЕМБРАН И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАЗДЕЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ В БАРОМЕМБРАННЫХ СИСТЕМАХ
Рассмотрена задача о разделении многокомпонентной смеси в баромембранных системах. Получено оптимальное распределение поверхностей контакта на каждой из ступеней разделения. Найдены соответствующие этому распределению оценки снизу затрат мощности при последовательном отделении компонентов или фракций и при разделении на первой ступени на потоки, состоящие из нескольких компонентов или нескольких фракций. Сопоставлены необратимые затраты мощности при каждом способе разделения.  
Автор:  А. М. Цирлин , Л. Г. Гагарина
Ключевые слова:  баромембранные системы, многокомпонентная смесь, необратимость, производство энтропии, химические потенциалы, последовательность разделения
Стр:  863

ДИНАМИКА ВОЛН СТОУНЛИ НА ГРАНИЦЕ "ВОДА–НАСЫЩЕННЫЙ ВОДОЙ ИЛИ ГАЗОГИДРАТОМ ПЕСОК"
Рассмотрен процесс распространения волны Стоунли на границе "вода–насыщенный водой или газогидратом песок". Для описания процесса использованы уравнения неразрывности, состояния жидкости, импульсов, волновые уравнения, уравнения для смещения частиц и компонентов тензоров напряжения. В результате нахождения аналитических решений в виде гармонической бегущей волны для давления, смещений, потенциалов для векторов продольной и поперечной волн получено дисперсионное уравнение для определения скорости волны Стоунли. Получены значения скоростей волны Стоунли для различной насыщенности песка водой и газогидратом. Определена зависимость глубины проникновения звуковой волны, продольных и поперечных волн в жидкость и в твердую среду от частоты. Предложена идея определения толщины гидратосодержащего слоя по вырождению волны Стоунли с увеличением ее длительности.  
Автор:  В. Ш. Шагапов , Г. Р. Рафикова , Г. Р. Каримова
Ключевые слова:  продольные волны, поперечные волны, волна Стоунли, песок, газогидрат, водонасыщенность, гидратонасыщенность
Стр:  869

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПОЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ В ДЕФОРМИРУЕМОМ ПЛАСТЕ ПРИ ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ СМЕСИ
Предложены методика и алгоритм, позволяющие смоделировать задачу идентификации параметров деформируемого пласта при фильтрации газоконденсатной смеси в газовом режиме с учетом изменения температурного поля. В качестве критерия оптимизации при нахождении параметров, входящих в функции проницаемости и пористости, принимается минимизация функционала квадратичной невязки расчетных и фактических забойных давлений в скважине.  
Автор:  Б. Х. Фейзуллаев
Ключевые слова:  моделирование, фильтрация, идентификация, давление, пористость, проницаемость, насыщенность, газоконденсатная смесь
Стр:  876

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ПЛАСТЕ И СКВАЖИНЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ОТБОРА
Решена задача о нестационарном фильтрационном поле давления в пласте со скважиной при запуске насоса, продолжительной работе насоса с переменным дебитом и его последующей остановке с учетом баланса масс жидкости, притекающей из пласта в скважину, жидкости, отбираемой из скважины, и жидкости, расходуемой на изменение уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины. Обсуждаются результаты вычислительных экспериментов по определению пространственно-временных распределений давления в пласте и скважине при различных режимах отбора жидкости из скважины. Установлены основные параметры, определяющие пространственно-временные распределения давления в пласте после пуска насоса и его последующей остановки. Определено влияние коллекторских характеристик пласта, вязкости насыщающего его флюида и производительности насоса на формирование поля давления в пласте и скважине, продолжительность периодов его релаксации и стабилизации и динамику установления давления в пласте на различных этапах его эксплуатации.  
Автор:  А. И. Филиппов , О. В. Ахметова , А. А. Ковальский , М. А. Зеленова , Н. А. Унщиков
Ключевые слова:  фильтрация, дебит, скважина, насос, точное решение, интегральное преобразование Лапласа–Карсона, вычислительный эксперимент
Стр:  883

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ГАЗА В СИСТЕМЕ ПЛАСТ–ТРУБОПРОВОД
Построена модель процесса нестационарного движения газа в системе пласт–трубопровод. Решена краевая задача нестационарного движения газа в системе пласт–трубопровод с учетом закона изменения давления на выходе трубопровода. Определены давления на устье и забое скважины. Получены аналитические выражения, которые позволяют определить изменение объема добычи газа в единицу времени при одновременном подключении и отборе газа от транспортного трубопровода при движении газов в системе пласт–трубопровод  
Автор:  Э. М. Аббасов , Н. А. Агаева
Ключевые слова:  фильтрация газа, давление, преобразование Лапласа, дифференциальное уравнение
Стр:  894

ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ
Получены уравнения и соотношения для описания одномерных фильтрационных волн в однородной изотропной пористой среде в плоском, радиальном и сферическом случаях. Для этого использовано уравнение движения жидкой фазы с учетом сил трения, которое в случае стационарной фильтрации с параллельными линиями тока совпадает с законом фильтрации Дарси. Уравнения движения и неразрывности, приведенные к телеграфному уравнению, позволили построить соотношения для волнового числа, коэффициентов поглощения и затухания, а также скорости фильтрационных волн. Развитая теория фильтрационно-волновых полей давления уточняет представления о распространении фильтрационных волновых возмущений в пористой среде. Показано, что найденные выражения для поля давления в волновом приближении при устремлении скорости волн в бесконечность совпадают с известными решениями уравнения пьезопроводности.  
Автор:  А. И. Филиппов ,  О. В. Ахметова
Ключевые слова:  пористая среда, фильтрационные волны, коэффициент затухания, коэффициент пьезопроводности
Стр:  905

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСТВОРЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В ХОДЕ ПРОЦЕССОВ КАРСТООБРАЗОВАНИЯ
Разработана математическая модель растворения горных пород с учетом специфики протекания процессов растворения в пористом пространстве пород. Выявлены факторы, определяемые этой спецификой. Исследовано влияние изменяющихся в ходе растворения емкостных свойств горных пород на ход процесса растворения. Построено аналитическое решение задачи о карсте. Получено выражение для скорости продвижения процесса карстообразования.  
Автор:  М. Г. Храмченков
Ключевые слова:  карст, растворение горных пород, карстование горных пород
Стр:  912

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СЕПАРАЦИЯ ФРАКЦИЙ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ ГАЗОВЗВЕСИ В НИЗКОСКОРОСТНОМ ПОТОКЕ
Описано изменение пространственного распределения дисперсности порошковой газовзвеси в z-образном классификаторе частиц. Процесс сепарации частиц по размерам происходит под действием силы тяжести и силы аэродинамического сопротивления и описывается эйлеровой моделью полидисперсной газовзвеси, состоящей из нескольких фракций частиц различного радиуса и из воздуха в качестве несущей среды. Динамика дисперсных фракций описывается системами уравнений газодинамического типа с учетом межфазного обмена импульсом и энергией с несущей средой, движение которой описывается системой уравнений Навье–Стокса, учитывающей обмен импульсом и энергией с дисперсными фракциями. Система уравнений полидисперсной газовзвеси представляется в обобщенных криволинейных координатах и решается явным методом предиктор–корректор с расщеплением пространственного оператора по направлениям и со схемой нелинейной коррекции на каждом временном шаге. Рассмотрены временные и пространственные характеристики процесса движения несущей среды и дисперсных фракций.  
Автор:  А. Л. Тукмаков , В. В. Харьков , А. А. Ахунов
Ключевые слова:  полидисперсная газовзвесь, уравнения Навье–Стокса, явная схема Мак-Кормака, классификатор фракций
Стр:  918

ВЫЯВЛЕНИЕ РЕЖИМОВ И УСЛОВИЙ УДАЛЕНИЯ ВЛАГИ ИЗ МАТЕРИАЛОВ БЕСКОНТАКТНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ
Исследована возможность интенсификации сушки материалов бесконтактным ультразвуковым воздействием на частоте 22 кГц при уровнях звукового давления до 175 дБ. Выявлено существенное увеличение скорости сушки материалов в диапазоне уровней звукового давления от 160 до 165 дБ, что обусловлено реализацией механизмов удаления влаги из высушиваемого материала без фазового перехода, т. е. за счет диспергирования свободной влаги с поверхности материала ультразвуковыми колебаниями. При этом время сушки материала сокращается более чем на 40% по сравнению с его сушкой обычным сушильным аппаратом при потреблении УЗ аппаратом не более 25% от электрической мощности обычного сушильного аппарата, необходимой для высушивания материала массой 0.25 кг. Дальнейшее ускорение процесса не всегда целесообразно, поскольку сокращение времени сушки материала на 57.1% при воздействии на него звукового давления в 175 дБ требует более чем трехкратного (82% от полной электрической мощности сушильного аппарата) увеличения энергозатрат на создание УЗ колебаний  
Автор:  А. В. Шалунов , В. Н. Хмелев , С. А. Терентьев , В. А. Нестеров
Ключевые слова:  сушка, обезвоживание, ультразвук, уровень звукового давления, интенсификация сушки, диспергирование, термолабильные материалы
Стр:  925

ЕДИНСТВЕННОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ТЕРМОУПРУГОСТИ. ЧАСТЬ 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Рассмотрена задача идентификации функций системы одномерных уравнений теплопроводности и упругих волн. Сформулировано условие единственности решения. Показаны неустойчивость решения обратной задачи и проблемы сглаживания на примере применения итерационно-вариационного метода регуляризации. Построена конечно-разностная схема для уравнения упругих волн при наличии зависимости его функций от температуры. Проведен вычислительный эксперимент, подтверждающий неустойчивость обратной задачи. Сделаны выводы о направлении развития метода регуляризации для дифференциальных уравнений в частных производных.  
Автор:  А. Г. Викулов
Ключевые слова:  термоупругость, обратные задачи, регуляризация, вариационный метод, конечноразностный метод
Стр:  934

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ И СОСТАВА ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ НА ЕЕ ВОСПЛАМЕНЕНИЕ ПОДКРИТИЧЕСКИМ СТРИМЕРНЫМ РАЗРЯДОМ
На основе данных физического эксперимента обсуждается возможность повышения эффективности горения топлива в энергетических установках с использованием многоточечного плазменного зажигания топливной смеси в цилиндрической камере сгорания такой установки подкритическим стримерным разрядом, инициируемым на поверхности камеры сгорания полуволновым резонатором. Исследованы зависимости времени распространения фронта пламени и скорости увеличения давления в камере сгорания от начального давления и состава топливной смеси, характеризуемого коэффициентом избытка горючего. На основе результатов измерений определен оптимальный коэффициент избытка горючего, обеспечивающий наибольшее давление и наибольшую скорость нарастания давления в камере сгорания при стримерном воспламенении горючего в ней  
Автор:  П. В. Булат , К. Н. Волков , Л. П. Грачев , И. И. Есаков , П. Б. Лавров
Ключевые слова:  горение, воспламенение, СВЧ-разряд, стримерный разряд, плазма, камера сгорания
Стр:  947

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМБИНИРОВАННЫХ ЗАГРАДИТЕЛЬНЫХ ПОЛОС ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ГОРЕНИЯ ХВОИ И ЛИСТВЫ
Изучена эффективность применения комбинированных заградительных полос из увлажненного лесного горючего материала для тушения лесного пожара в зависимости от скорости потока воздуха над ним. Для увлажнения лесного горючего материала использовались вода, эмульсия пенообразователя, суспензия бентонита, раствор бишофита и раствор ОС-5. Установлены оптимальные комбинации полос хвои и листвы, увлажненные указанными жидкостями с их минимальным расходом, исключающие рост площади очага горении.  
Автор:  А. О. Жданова , А. В. Захаревич , Г. В. Кузнецов , К. О. Пономарев
Ключевые слова:  лесной пожар, очаг горения, локализация горения, заградительная полоса, суспензии, эмульсии, растворы
Стр:  955

ВЯЗКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ НАНОФИБРОБЕТОНА ПРИ НОРМАЛЬНОМ ОТРЫВЕ И ПОПЕРЕЧНОМ СДВИГЕ
Испытания проводились на разных нанобетонных матрицах и с разным дисперсным армированием: углеродные нанотрубки, базальтовая фибра, полимерная, стальная (3-х видов) и их комбинации. Установлено, что наибольший прирост значения коэффициента интенсивности напряжений KIIC при нормальном отрыве наблюдается со стальной фиброй — до 400%. Наименьшее влияние на трещиностойкость оказала полимерная фибра — до 40%. Влияние дисперсного армирования на коэффициент интенсивности напряжений при нормальном отрыве зависит от типа бетонной матрицы, от материала фибровых волокон и их количества.
В результате испытаний получены значения K_ПC для разных дисперсно-армированных нанобетонов, отличающихся нанобетонной матрицей по прочности на сжатие и различным полиармированием дисперсным волокном на разных структурных уровнях. Установлено, что дисперсное армирование оказывает значительное влияние на повышение трещиностойкости материала. Увеличение значения K_ПC относительно неармированного нанобетона составило от 74 до 150% со стальной проволочной фиброй, от 29 до 129% со стальной фиброй из листа, от 14 до 131% с полимерной фиброй и от 22 до 124% в полиармированном составе.  
Автор:  Е. А. Садовская , Е. Н. Полонина , С. Н. Леонович , С. А. Жданок , В. В. Потапов
Ключевые слова:  фибробетон, нанофибробетон, фибра, трещиностойкость, вязкость разрушения, нормальный отрыв, критический коэффициент интенсивности напряжений
Стр:  961

ОЦЕНКА СЕДИМЕНТАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ НАНОДОБАВКИ
Экспериментально подтверждена седиментационная устойчивость комплексной добавки, содержащей в своем составе малые дозы наночастиц SiO₂ и многослойных углеродных нанотрубок. Выявлено, что добавка седиментационно устойчива после механического перемешивания и сохраняет свои свойства не менее 3-х месяцев после приготовления. Дополнительное перемешивание с водой затворения на стадии ее введения в бетонную смесь не противоречит традиционным вариантам введения химических добавок. &mbsp;
Автор:  С. Н. Ковшар , Е. Н. Полонина , С. А. Жданок ,  С. Н. Леонович
Ключевые слова:  седиментационная устойчивость, наночастицы SiO2, многостенные углеводородные нанотрубки, кавитация, электропроводность, цементные образцы
Стр:  969

ENTROPY GENERATION ANALYSIS OF AL2O3–WATER NANOFLUID FLOW PAST A PERMEABLE CONE UNDER THE EFFECT OF SUCTION/INJECTION AND VISCOUS OHMIC DISSIPATIONS
A hydromagnetic nanofluid flow past a permeable cone with heat and mass transfer has been investigated. An incompressible, steady, laminar flow was used to study the entropy generation. The main aim was to find the physical parameters responsible for the enhancement of the entropy generation. The presence of nanoparticles in a base fluid helps to improve the heat transfer characteristics. Based on the obtained results, we can predict the entropy variation due to the variation in the flow parameters. The enhancement in the slip velocity and suction/ injection parameters is shown to enhance the system efficiency. It was found that the enhancement of diffusion leads to maximum irreversibility and minimum efficiency. The MATLAB built in bvp4c solver technique was used to solve transformed ordinary differential equations with convective boundary conditions.  
Автор:  Dey D. , Hazarika M.
Ключевые слова:  entropy generation, nanofluid flow, heat and mass transfer, bvp4c.
Стр:  977

COMBINED EFFECT OF OBLIQUE RIBS AND A NANOFLUID ON THE THERMAL-HYDRAULIC PERFORMANCE OF A CORRUGATED CHANNEL: NUMERICAL STUDY
The thermal-hydraulic performance of a ribbed corrugated channel in which a hybrid nanofluid flows was numerically investigated in the wide range of change in the Reynolds number of the fluid flow 5000–25,000 with the use of the k–ε model of turbulence. Rectangular oblique ribs different in geometry were considered, and a CuO/ MgO–water nanofluid was used as a working fluid. It was established that the corrugations and the oblique ribs in such a channel aid in increasing the heat transfer in it, and the CuO/MgO particles in the base fluid improve its thermophysical properties and, hence, the thermal performance of the system  
Автор:  A. J. Hamad , R. K. Ajeel
Ключевые слова:  heat transfer, oblique rib, ribbed corrugated channel, hybrid nanofluid
Стр:  985

О ВОЗМУЩЕНИЯХ ГЕОСТРОФИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ ОБЪЕМНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ПЛАВУЧЕСТИ И КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ
Рассмотрена линейная аналитическая модель возмущений геострофического течения стратифицированной вращающейся среды, вызванных действием стационарных источников количества движения и/или плавучести. Постановка задачи представляется более последовательной, чем ранее рассмотренные в литературе. Модель позволяет в явном виде оценивать амплитуды таких возмущений в зависимости от параметров источников и характеристик среды. Один из примеров возможных приложений — явления, происходящие при вторжениях холодного воздуха на достаточно теплую поверхность (сильные температурные контрасты нередки, например, над водной поверхностью в полярных регионах). В таких случаях в воздухе развивается интенсивная проникающая конвекция, которая в грубом приближении действует на фоновый поток как интенсивный объемный источник тепла и сток горизонтального количества движения (торможение фонового потока за счет большой эффективной вязкости).  
Автор:  Л. Х. Ингель
Ключевые слова:  стратифицированная вращающаяся жидкость, геострофическое течение, источники плавучести, источники количества движения, линейные возмущения, аналитическая модель, атмосфера
Стр:  994

ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ИМПУЛЬСОВ НА ТЕПЛОПЕРЕНОС В ТОЧКЕ ТОРМОЖЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ОСЕСИММЕТРИЧНОЙ ИМПАКТНОЙ ГАЗОКАПЕЛЬНОЙ СТРУИ
Выполнено численное исследование влияния формы импульсов (прямоугольная, треугольная и синусоидальная) на теплообмен в точке торможения импактной импульсной газокапельной струи. Показано, что в нестационарной двухфазной импактной струе возможно как увеличение, так и подавление теплообмена по сравнению со стационарным течением для всех исследованных форм импульсов. В области небольших расстояний между срезом трубы и преградой (до четырех диаметров трубы) в импульсной газокапельной струе теплообмен в точке торможения возрастает, тогда как для больших расстояний (более пяти диаметров трубы) в импульсном потоке происходит снижение теплообмена. Это характерно для всех исследованных в работе форм импульсов. Увеличение числа Рейнольдса вызывает снижение интенсификации теплообмена и результаты расчетов для всех типов форм сигналов приближаются к стационарному режиму двухфазной импактной струи  
Автор:  М. А. Пахомов , В. И. Терехов
Ключевые слова:  импактная нестационарная струя, капли, форма импульсов, теплообмен, вычислительная гидродинамика
Стр:  1000

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВДУВА ГАЗА С ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОЙ СФЕРЫ НА КОЭФФИЦИЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Предложена новая методика определения коэффициента сопротивления твердой сферической частицы при вдуве газа с ее поверхности в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Представлены новые экспериментальные данные по влиянию вдува воздуха с поверхности твердой сферы на коэффициент сопротивления при различных значениях скорости вдуваемого и обтекающего частицу потока в диапазоне чисел Рейнольдса Re = 267–1333. Показано снижение коэффициента сопротивления твердой сферической частицы при вдуве газа с ее поверхности. Получена эмпирическая зависимость коэффициента сопротивления частицы от соотношения скорости вдува газа и скорости обдувающего потока в автомодельном режиме.  
Автор:  В. А. Архипов , С. А. Басалаев , С. Н. Поленчук , А. С. Усанина
Ключевые слова:  твердая сфера, вдув газа с поверхности частицы, коэффициент сопротивления, промежуточный режим, автомодельный режим, экспериментальное исследование
Стр:  1006

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СУПЕРКАВИТИРУЮЩИХ УДАРНИКОВ С ПОДВОДНЫМИ ПРЕГРАДАМИ
Исследовано взаимодействие суперкавитирующих ударников с преградами, помещенными в воду, в широком диапазоне углов встречи. Рассмотрено несколько вариантов взаимодействия ударников с преградами, включая сквозное пробитие, разрушение ударника и рикошет. Выполнена оценка величины снижения скорости ударников при сквозном пробитии и рикошете  
Автор:  А. Н. Ищенко , В. В. Буркин , А. С. Дьячковский , К. С. Рогаев , А. Ю. Саммель , А. Д. Сидоров , Е. Ю. Степанов , А. В. Чупашев
Ключевые слова:  суперкавитирующий ударник, подводная преграда, угол встречи, сквозное пробитие, падение скорости, разрушение ударника
Стр:  1012

METHOD FOR CONTROL OF THE VORTEX FLOW INTENSITY BY CHANGING THE BOTTOM POSITION IN A DC ARC FURNACE WITH A BOTTOM ELECTRODE
This paper describes methods and approaches for numerical simulation of liquid metal flows in a direct current (DC) arc furnace with a bottom electrode. The model for numerical simulation takes into account an actual bottomelectrode arc furnace and is based on magnetohydrodynamic equations. The distributions of the Lorentz force, temperature, and the vortex flow velocity are presented. The method to control and reduce the vortex flow intensity in a liquid metal volume by changing the furnace bottom position is worked up. The results of the numerical simulation show a possibility to reduce a negative influence of the vortex flow of a liquid metal up to 50%.  
Автор:  O. V. Kazak
Ключевые слова:  DC arc furnace, electrovortex flow, convection, numerical simulation, bottom electrode
Стр:  1017

ПАРОВОДЯНОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЛАЗМОТРОН
Разработана конструкция электродугового плазмотрона постоянного тока линейной схемы с газовихревой стабилизацией дуги. В качестве плазмообразующего газа может использоваться воздух или водяной пар. Для работы плазмотрона не требуется использование каких-либо других защитных газов. Мощность плазмотрона регулируется в пределах 30–60 кВт. Для обеспечения стабильной работы плазмотрона разработана конструкция парогенератора, реализующая идею генерации пара путем дросселирования перегретой под высоким давлением воды. Данная конструкция позволяет достаточно точно регулировать расход и температуру пара.  
Автор:  Г. В. Долголенко , Н. М. Курбанов , А. С. Оленович , В. С. Скавыш , И. В. Хведчин , В. В. Савчин
Ключевые слова:  плазмотрон, пароводяная плазма, трубчатый парогенератор.
Стр:  1026

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРАДИЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ
Предложены методы расчетно-экспериментального определения теплофизических характеристик градиентных материалов, функциональные свойства которых систематически изменяются в зависимости от пространственных координат. Представлен алгоритм расчета теплофизических характеристик градиентных материалов, свойства которого изменяются по одному направлению. Выполнены экспериментальные исследования образцов волокнистого промышленного материала Cerablanket, состоящих из слоев различной плотности  
Автор:  О. М. Алифанов , С. А. Будник , А. В. Ненарокомов , А. В. Нетелев , А. С. Охапкин , В. А. Чумаков
Ключевые слова:  градиентные материалы, теплофизические характеристики, метод итерационной регуляризации, тепло-вакуумный стенд
Стр:  1031

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В ОБЪЕМНОМ И ТОНКОПЛЕНОЧНОМ ОБРАЗЦАХ PbInTe МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕШЕТОК
Проведены измерения температуропроводности тонких и объемных образцов теллурида свинца, легированных индием, с использованием модифицированного метода динамических решеток. Для записи тепловых решеток использовалось импульсное лазерное излучение длительностью 20 нс на длине волны 532 нм. Восстановление динамических решеток осуществлялось на длине волны 635 нм непрерывным лазерным излучением. Анализ кинетики сигнала дифракции позволил определить время жизни тепловых динамических решеток, записываемых в исследуемых образцах. Показано, что использование дополнительного поля гомодина, когерентного по отношению к полю сигнала дифракции, позволяет усилить и отфильтровать выбранную информационную компоненту. На основании зарегистрированных кинетических зависимостей интенсивности дифрагированного сигнала определена температуропроводность объемных и тонкопленочных образцов теллурида свинца, легированного индием. Установлено, что для пленки микронной толщины температуропроводность на десять процентов ниже, чем для объемного образца. Исследована зависимость теплопереноса в указанных образцах от их температуры и показано, что увеличение температуры образцов в диапазоне от 40 до 95o С приводит к двадцатипроцентному уменьшению их температуропроводности  
Автор:  Е. В. Ивакин , А. Л. Толстик , Д. В. Горбач , А. А. Станкевич
Ключевые слова:  термоэлектрик, теллурид свинца, теплоперенос, теплопроводность, температуропроводность, фазовая селекция, термоотклик
Стр:  1042

НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ В КАНАЛЕ В УСЛОВИЯХ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
Исследованы процессы гидродинамики и теплообмена при течении неньютоновской полимерной среды в плоском канале при граничных условиях первого рода. Рассматривался установившийся неизотермический процесс с низкими значениями критерия Рейнольдса и высокими значениями критерия Пекле, что позволило пренебречь силами тяжести, инерции и продольной теплопроводностью. В качестве реологической модели использована модель Эллиса с вязкостью, зависящей от температуры, давления и степени химического превращения. Исследовалась высоковязкая среда, поэтому в уравнении энергии учитывался диссипативный член. С использованием указанной реологической модели из уравнения движения такой среды было получено в явном виде выражение для профиля скорости ее течения. Установлено, что зависимость вязкости среды от ее температуры, давления и степени превращения оказывает заметное действие на распределения температуры среды и скорости ее течения по длине канала. Учет температурной зависимости вязкости среды ведет к снижению роли диссипации в процессе ее разогрева. Зависимость вязкости среды от давления, наоборот, значительно усиливает диссипативный эффект, который заметно ускоряет протекание химической реакции  
Автор:  А. В. Баранов
Ключевые слова:  неньютоновская жидкость, теплообмен, неизотермическое течение, диссипация
Стр:  1048

ИСТЕЧЕНИЕ ВСКИПАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ИЗ ТРУБЧАТОГО КАНАЛА С УЧЕТОМ СИЛЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРЕНИЯ
Обсуждается опорожнение трубчатого канала со вскипающей жидкостью при внезапной разгерметизации канала на одном конце. Рассматривается случай, когда истечение жидкости из канала происходит в вялом режиме, в котором инерционные явления несущественны и, значит, темп опорожнения канала определяется в основном гидравлическими потерями и эффектами адиабатического расширения кипящей жидкости. Для двух предельных режимов истечения жидкости из канала, когда сила гидравлического трения зависит от скорости течения линейно и изменяется по квадратичному закону, система уравнений движения жидкости сводится к одному нелинейному уравнению. Построены автомодельные решения для задачи о внезапной разгерметизации канала на одном конце  
Автор:  Ф. Р. Хузина , А. А. Русинов , М. С. Салиева , В. А. Красильников , А. Р. Набиуллин
Ключевые слова:  вскипающая жидкость, автомодельные решения, гидравлическое трение
Стр:  1054

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ГИБРИДНОГО РЕШЕТОЧНОГО МЕТОДА БОЛЬЦМАНА НА ГРАФИЧЕСКИХ УСКОРИТЕЛЯХ
Проведен анализ вычислительной производительности гибридной математической модели для исследования закономерностей термогравитационных течений. Гидродинамические процессы рассчитывались при помощи мезоскопических решеточных уравнений Больцмана, а термодинамические процессы описывались на основе конечно-разностного решения макроскопического уравнения энергии. Установлено, что гибридные мезомакроскопические модели на основе схем D3Q19 и D3Q27 воспроизводят идентичные поля термогидродинамических характеристик. При этом скорость расчета девятнадцати- и двадцатисемискоростных топологий отличается незначительно при плотности сетки меньше 2013 . В дальнейшем наблюдалось превосходство модели D3Q19 над моделью D3Q27 с точки зрения вычислительной производительности  
Автор:  А. Э. Ни
Ключевые слова:  гибридный решеточный метод Больцмана, графический ускоритель, метод конечных разностей, естественная конвекция
Стр:  1061

К ВОПРОСУ О ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ МОДУЛЯ ЮНГА МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
На примере ферромагнитного диэлектрика предложен алгоритм вычисления модуля Юнга упруго-деформируемых твердых тел на основе преобразований Гольштейна–Примакова и теории спиновых волн. Благодаря методу усреднения по основному состоянию магнетика получено общее выражение для температурной зависимости модуля Юнга в широком диапазоне температур  
Автор:  С. О. Гладков , Э. М. Карташов
Ключевые слова:  модуль Юнга, коэффициент всестороннего сжатия, температура, модуль сдвига, магноны, равновесная функция распределения, обменное взаимодействие
Стр:  1068

РАЗРАБОТКА ИННОВАЦИОННОГО МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ГЛИНИЗИРОВАННЫХ ПЛАСТОВ
Рассмотрены вопросы интенсификации процесса добычи нефти путем применения нового инновационного метода для повышения нефтеотдачи глинизированных пластов Азербайджана, целью которого является уменьшение, а иногда и полное предотвращение явления набухания глинистых фракций, содержащихся в составе нефтяных пластов, в процессе осуществления локального заводнения. В лабораторных исследованиях в качестве вытесняющей жидкости использовалась электрохимически обработанная вода — католит. Было выяснено, что кривые, построенные для пластовых вод, обработанных щелочным раствором (т. е. химически) и католитом (т. е. электрохимически), подобны, что еще раз подтверждает, что они создают одинаковую щелочную среду. В обоих случаях вследствие роста водородного показателя наблюдалось достижение значительного уменьшения межфазного натяжения на линии контакта "вода– нефть". Однако натяжение, возникающее на границе контакта рассматриваемой пары "активированная вода–нефть", уменьшается быстрее относительно межфазного натяжения, образующегося между водой, обработанной химическим способом. Анализ динамики повышения коэффициента вытеснения в пластовой модели после действия химически и электрохимически обработанной воды показал, что при воздействии на пласт католитом данный показатель растет намного быстрее.

Изучено влияние на проницаемость нефти пластовой модели воды, обработанной электрохимическим методом. В результате более благоприятной диспергации активированной воды в нефть в качестве эмульгатора было получено косвенное подтверждение появления эмульсии в пластовых условиях. Наличие этого факта многократно повышает вероятность возникновения эмульсии в пластовых условиях и увеличивает диапазон эмульсий, проявляемых в качестве оторочки в процессе вытеснения пластовых флюидов. Таким образом, закачка в пласт предлагаемой электрохимически активированной жидкости с целью поддержания пластового давления и уменьшения факторов набухания пород коллекторов является реальной и целесообразной.  
Автор:  Н. М. Сафаров
Ключевые слова:  интенсификация добычи, безреагентный метод, электрохимическая активация воды, потенциал-определяющие ионы, глинистые минералы, набухание, повышение коэффициента нефтеотдачи, возможность появления эмульсии в пласте
Стр:  1074

МЕТОД КАРМАНА–ПОЛЬГАУЗЕНА: КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И НОВЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ НА ПЛОСКОЙ ПЛАСТИНЕ
Проведен обобщенный критический анализ известных основных полиномиальных решений для профиля скорости течения в ламинарном пограничном слое на плоской пластине, полученных на основе интегрального метода Кармана–Польгаузена. Раскрыты основные причины невысокой точности данных решений и определены пути ее повышения. Предложены эффективные схемы расчета параметров пограничного слоя с минимальными ошибками, в частности, новый трехчленный полином, описывающий профиль скорости течения в пограничном слое. Для полинома четвертой степени (форма Саттона) новое решение дает практически точное значение напряжения трения при малых ошибках определения толщины вытеснения (0.12%) и формпараметра (0.12%) и для полинома седьмой степени (форма Мугала) оно дает напряжение трения с очень высокой точностью аппроксимации при практически нулевой ошибке с пренебрежимо малыми ошибками расчета толщины вытеснения (0.04%) и формпараметра (0.03%).  
Автор:  В. А. Кот
Ключевые слова:  метод Кармана–Польгаузена, пограничный слой, уравнение Блазиуса, течение, плоская пластина, полиномиальные решения, интегральные методы
Стр:  1081

НИКОЛАЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ПАВЛЮКЕВИЧ (К 85-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ)
 
Автор:  Редакция
Стр:  1106

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ