Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Теплофизика и аэромеханика

2009 год, номер 2

1.
Роль фонового газа в нагреве металлических образцов фемтосекундными импульсами лазерного излучения

В.П. Жуков1, Н.М. Булгакова2
1 Институт вычислительных технологий СО РАН, zukov@ict.nsc.ru
2 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
Ключевые слова: фемтосекундный лазерный импульс, многофотонная ионизация, металлическая мишень, фоновый газ, остаточное тепло
Страницы: 177-188

Аннотация >>
Рассматривается обнаруженный экспериментально эффект значительного увеличения остаточного тепла в металлических мишенях при их облучении фемтосекундными лазерными импульсами в фоновом газе по сравнению с условиями вакуума. Выполнено численное моделирование нагрева платиновой мишени фемтосекундными лазерными импульсами в аргоне при нормальных условиях с учетом пробоя газа в фокусной области лазерного луча перед мишенью. Используемая модель основана на комбинации тепловой модели, описывающей нагрев и фазовые переходы в облучаемом образце, и гидродинамической модели для описания движения фонового газа, возмущенного лазерным излучением в результате многофотонной ионизации. Показано, что горячий фоновый газ эффективно нагревает облучаемый образец. Существенную роль в нагреве играют гидродинамические процессы в фоновом газе.


2.
Моделирование процесса конденсации при сферическом расширении водяного пара в вакуум

Н.Ю. Быков
Центр перспективных исследований, С.-Петербургский государственный политехнический университет, nbykov2006@yandex.ru
Ключевые слова: конденсация, водяной пар, прямое статистическое моделирование, сферически расширяющееся течение
Страницы: 189-199

Аннотация >>
Предложена математическая модель процесса конденсации водяного пара для метода прямого статистического моделирования Монте−Карло. Модель описывает цепочку реакций, ведущих к образованию и распаду кластеров воды с учетом сопровождающих процессов энергообмена. Выполнено численное исследование одномерного расширения паров воды в вакуум от испаряющейся сферической поверхности в диапазоне параметров, соответствующих переходным по числу Кнудсена режимам течения. Показано влияние процесса конденсации на газодинамическую картину течения, в том числе на параметры кнудсеновского слоя.


3.
Газодинамический механизм влияния импульсного периодического подвода энергии на ударно-волновую структуру трансзвукового обтекания крыловых профилей

С.М. Аульченко1,2, В.П. Замураев1,2, А.П. Калинина1,2
1 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
aultch@itam.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет
Ключевые слова: импульсной-периодический подвод энергии, трансзвуковое обтекание профиля, взаимодействие источника энергии с ударной волной
Страницы: 201-208

Аннотация >>
Исследован газодинамический механизм перестройки ударно-волновой структуры трансзвукового обтекания профиля при импульсно-периодическом подводе энергии. Показано, что он не сводится только к эффектам воздействия следа низкой плотности, формирующегося за источником энергии на ударную волну, а представляет собой сочетание нескольких факторов, из которых определяющим является "взрывной" характер развития возмущения.


4.
Определение тепловых потерь и их влияние на параметры импульсных высокоэнтальпийных газодинамических установок

В.Л. Ганимедов, В.В. Шумский, М.И. Ярославцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
gun@itam.nsc.ru, shumsky@itam.nsc.ru, yaroslav@itam.nsc.ru
Ключевые слова: высокоэнтальпийная установка кратковременного режима, форкамера, рабочее тело, коэффициент теплоотдачи
Страницы: 209-220

Аннотация >>
Выполнен анализ тепловых потерь в стенки форкамеры гиперзвуковой импульсной аэродинамической трубы. Опыты без вскрытия диафрагмы позволили связать уменьшение в течение режима давления в форкамере только с теплоотдачей от рабочего тела к стенкам, что дало возможность определить коэффициент теплоотдачи α и температуру Tw внутренней поверхности стенок. Получена эмпирическая формула, связывающая α с давлением и температурой рабочего тела в форкамере в диапазоне давлений 160−540 бар и температур 700−3400 K. Зависимости α и Tw от давления и температуры позволили разработать физическую модель расчета параметров рабочего тела установки с учетом потерь энтальпии. Показано, что к 100 мс режима неучет теплоотдачи в стенки первой форкамеры завышает температуру торможения воздуха в рабочей части по сравнению с расчетом без учета потерь тепла на 6−18 % при воспроизводстве натурной температуры торможения для полета летательного аппарата с числом Маха 5−8. Методика протестирована с помощью опытов, проведенных без вскрытия диафрагмы.


5.
Спектральные характеристики неустойчивого течения в слое смешения начального участка сверхзвуковой недорасширенной струи

В.И. Запрягаев, А.В. Солотчин
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
zapr@itam.ru
Ключевые слова: сверхзвуковая недорасширенная струя, слой смешения, гертлеровские возмущения, спектр, волновое число, инкремент нарастания
Страницы: 221-230

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования спектральных характеристик неустойчивого течения в слое смешения сверхзвуковых осесимметричных недорасширенных струй с числом Маха Ma = 1. Потеря устойчивости течения связана с образованием в слое смешения струй возмущений в форме продольных вихревых структур типа вихрей Тейлора–Гертлера. Вследствие этого в слое смешения устанавливается азимутальная стационарная неравномерность распределения полного давления. В результате Фурье-преобразования азимутальных разверток неравномерности распределения давления получены амплитудно-волновые спектры. Анализ спектральных характеристик позволил определить продольный коэффициент нарастания амплитуды возмущений (инкремент) и зависимость инкремента от волновых чисел и степени нерасчетности истечения струй. Определен диапазон волновых чисел, при которых нарастает амплитуда продольных вихревых структур.


6.
Методология выбора однослойных податливых покрытий для снижения турбулентного трения

Б.Н. Семенов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
boris_n_semenov@mail.ru
Ключевые слова: снижение сопротивления, податливое покрытие
Страницы: 231-241

Аннотация >>
Представлены основные принципы и методика разработки однослойных монолитных податливых покрытий для снижения турбулентного трения.


7.
Исследование турбулентного закрученного потока во вращающемся сепарационном элементе переменного сечения

П.Н. Зятиков, А.Т. Росляк, Г.В. Кузнецов
Томский государственный университет
roslyakat@ignd.tpu.ru
Ключевые слова: Турбулентный закрученный поток, зона сепарации, начальная закрутка, профиль канала, окружная и радиальная компоненты скорости, экспериментальный стенд, цилиндрический зонд, пылегазовый поток
Страницы: 243-252

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментальных исследований распределения окружных компонент скорости несущего потока в сепарационных элементах воздушно-центробежных классификаторов порошкообразных материалов. Исследования проводились при различных профилях канала зоны сепарации, а также при различных условиях ввода несущей среды (воздуха) в зону сепарации. Для реализации оптимальных условий разделения частиц во всем объеме сепарационного элемента профиль канала должен быть расширяющимся к центру вращения. Результаты проведенных экспериментальных исследований дополняют математическую модель аэродинамики несущего турбулентного потока в профилированном вращающемся сепарационном элементе и позволяют анализировать течение в зоне сепарации.


8.
Адиабатическое испарение бинарных смесей жидкости на поверхности пористого шара

В.И. Терехов, Н.Е. Шишкин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
terekhov@itp.nsc.ru, shishkin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: теплообмен, бинарные смеси, адиабатическое испарение, сфера
Страницы: 253-259

Аннотация >>
Представлены результаты измерения температуры пористой поверхности сферы, через которую подавалась испаряющаяся бинарная смесь жидкостей. В экспериментах использовались водные растворы этилового и метилового спирта и ацетона. Концентрации компонентов смеси изменялись в максимально возможных пределах XL = 0−1, а температура обтекающего сухого воздуха t0 = 15−300 °C. В работе установлено сильное влияние состава смесей на температуру адиабатического испарения. Определяющую роль в процессе тепломассопереноса при этом играет и температура воздуха. Получена экспериментальная корреляция, обобщающая данные по температуре адиабатического испарения в широком диапазоне концентраций компонентов и температур для изученных в опытах бинарных смесей жидкостей.


9.
Моделирование изменения характеристик разделения классификатора путем инжекции воды в аппарат

И.Г. Дик1, Е.В. Пикущак2, Л.Л. Миньков2
1 Университет Эрланген−Нюрнберг
2 Томский государственный университет
Pikushchak@ftf.tsu.ru
Ключевые слова: классификатор, инжекция, седиментация, полидисперсная суспензия, взаимодействие частиц, численное моделирование
Страницы: 261-273

Аннотация >>
На основе численного моделирования проведено исследование влияния дополнительной инжекции жидкости в классификатор на характеристики процесса разделения частиц. Показано, что увеличение скорости инжектируемой воды ведет к увеличению как зерна разделения, так и минимального значения функции сепарации. Изменение размера сопла инжектора при фиксированной скорости
инжектируемой воды меняет лишь минимальное значения функции сепарации, оставляя неизменным зерно разделения.


10.
Детонационные волны в пузырьково−капельных средах

А.И. Сычев
Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН
sychev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: детонационная волна, многокомпонентные среды, пузырьковые среды, капельные среды, пузырьково-капельные среды, жидкость, пузырьки газа, капли жидкости
Страницы: 275-282

Аннотация >>
Экспериментально изучены волновые процессы в химически активных многокомпонентных средах жидкость−пузырьки газа−капли жидкости. Установлено существование детонационных волн в многокомпонентных (пузырьково-капельных) средах. Структура волн детонации в пузырьково-капельных и пузырьковых средах качественно идентична: детонационные волны представляют собой уединенные волны с пульсационным профилем, давление за которыми близко по величине к давлению в невозмущенной среде. Скорость распространения детонационных волн в пузырьковых и пузырьково-капельных средах падает с увеличением концентрации газовой фазы среды и с уменьшением вязкости несущей жидкости. Присутствие капель жидкости снижает скорость волны детонации по сравнению с пузырьковой средой, не содержащей капель жидкости. Распространение детонационных волн в многокомпонентных средах вызывает дробление пузырьков газа, а также дробление отдельных капель жидкости.


11.
Теплопроводность и температуропроводность хладагента R134a в жидком состоянии

А.В. Багинский, А.С. Шипицына
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
gamma@itp.nsc.ru
Ключевые слова: теплопроводность, температуропроводность, R134a, жид-кое состояние, метод высокочастотных тепловых волн
Страницы: 283-290

Аннотация >>
Методом высокочастотных тепловых волн исследована теплопроводность и температуропроводность озонобезопасного фреона R134а в области жидкого состояния в интервале температур 295,9−354,9 K и давлений от линии равновесия жидкость−пар до 4,08 МПа. Оцениваемые величины погрешностей измерений температуры, давления, теплопроводности и температуропроводности составляют соответственно 0,1 K, 3 кПа, 1,5 и 2,5 %. Рассчитаны значения теплопроводности и температуропроводности жидкой фазы R134а на линии кипения. Получены аппроксимационные зависимости для теплопроводности и температуропроводности во всем исследованном интервале температур и давлений, а также на линии кипения.


12.
Влияние интенсивности химического источника тепловыделений на теплообмен при течении псевдопластичной жидкости на начальном участке коаксиального канала

Б.Р. Абайдуллин
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
cyberincorp@mail.ru
Ключевые слова: диссипативный источник, структурно-вязкая жидкость, критические режимы теплообмена, энергия активации химической реакции
Страницы: 291-297

Аннотация >>
Исследуются критические режимы теплообмена при ламинарном установившемся течении псевдопластичной жидкости на начальном участке коаксиального канала, с учетом как диссипативного, так и химического источников в представлении Аррениуса [5] в условиях незначительного изменения концентраций реагирующих веществ.


13.
Нестационарный радиационно-кондуктивный теплообмен в слое с частично поглощающими границами

Н.А. Рубцов, С.Д. Слепцов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
sleptsov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: радиационно-кондуктивный теплообмен, коэффициенты поглощения, отражения, пропускания, полупрозрачная среда
Страницы: 299-306

Аннотация >>
Рассматривается одномерный нагрев слоя серой полупрозрачной среды внешним источником излучения и конвекцией. Границы образца отражают, поглощают (излучают) и пропускают излучение. Показано, что динамика нагрева и характер температурных полей существенно зависят от оптических параметров границ.


14.
Численное моделирование работы импульсной аэрозольной системы пожаротушения при возгораниях жидких углеводородных топлив

А.Д. Рычков1,2
1 Институт вычислительных технологий СО РАН
2 Новосибирский государственный университет
rych@ict.nsc.ru
Ключевые слова: численное моделирование, горение газов, двухфазные турбулентные течения, тушение пожаров
Страницы: 307-318

Аннотация >>
Моделируется работа импульсной аэрозольной системы пожаротушения, предназначенной для тушения пожаров на нефтехранилищах и на разливах нефтепродуктов, пары от которой моделировались газообразным метаном. Система представляет собой устройство раздельного снаряжения, состоящее из заряда унитарного твердого топлива (газогенератора) и контейнера с мелкодисперсным
порошком пламегасящего вещества. Горение метана описывалось одностадийной брутто-реакцией, влияние концентрации паров порошка пламегасящего вещества на процесс горения учитывалось через уменьшение предэкспоненциального множителя в законе Аррениуса и описывалось эмпирической зависимостью.


15.
Эксергетический анализ прямоточного воздушно-реактивного двигателя

А.Ф. Латыпов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
typov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: эксергия, диаграмма, прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД), условие подвода тепла, импульсно-периодический подвод энергии
Страницы: 319-330

Аннотация >>
Выполнен эксергетический анализ возможных режимов подвода энергии в воздушный поток в канале прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Для канала переменной площади сечения получено условие подвода заданного количества тепла в сверхзвуковой поток и условие перехода потока через скорость звука. Выполнен анализ течения в модельном канале прямоточного воздушно-реактивного двигателя при импульсно-периодическом подводе энергии. Для наглядного отображения возможных схем подвода тепла в таком канале предложена диаграмма в координатах температура-эксергия. Предложена конфигурация канала, в котором подвод тепла к сверхзвуковому потоку осуществляется с учетом ограничения статической температуры газа.


16.
Эксергетический анализ новых котельных технологий в составе энергоблоков ТЭС

Г.В. Ноздренко, П.А. Щинников, Ф.А. Серант, В.Г. Томилов, Н.Г. Зыкова, П.Ю. Коваленко, Е.Е. Русских
Новосибирский государственный технический университет
russkih@cotes.ru
Ключевые слова: энергоблок, эксергия, оптимизация
Страницы: 331-340

Аннотация >>
Изложены основополагающие принципы комплексного эксергетического анализа новых котельных технологий в составе энергоблоков ТЭС. Приведены результаты анализа.