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

Поиск по журналу

Теплофизика и аэромеханика

2020 год, номер 2

1.
Анализ эмпирических корреляций теплофизических свойств водных суспензий наночастиц оксида алюминия

А.А. Фомин1, Л.Н. Фомина2
1Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева, Кемерово, Россия
fomin_aa@mail.ru
2Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия
Ключевые слова: наножидкость, вязкость, теплопроводность, корреляционные соотношения, сравнительный анализ, nanofluid, viscosity, heat conductivity, correlation relations, comparative analysis
Страницы: 169-188

Аннотация >>
Рассматриваются приведенные ранее в литературе эмпирические соотношения, описывающие теплофизические свойства наножидкости H2O + Al2O3, такие как коэффициенты вязкости и теплопроводности. Основными параметрами, влияющими на данные свойства наножидкости, считаются объемная доля частиц φ, температура жидкости T и размеры частиц d p. Пригодность аппроксимационных формул для вычисления коэффициентов вязкости и теплопроводности определяется путем сравнения рассчитанных по этим формулам данных с результатами экспериментов. Поведение аналитических кривых теплофизических коэффициентов анализируется в следующих диапазонах изменения влияющих параметров: 0 < φ &8804; 0,1, 280 K &8804; Т &8804; 360 K, 1 нм &8804; dp &8804; 100 нм. Даются оценки степени зависимости результатов вычислений от значений этих параметров. Приводятся выводы о качественной и количественной достоверности предлагаемых в литературе корреляционных формул, а также о границах их применимости в диапазонах изменения влияющих параметров.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
Параметрическое исследование гидродинамической устойчивости пограничного слоя плоской пластины над двухслойными податливыми покрытиями

А.Э. Даржаин1,2, А.В. Бойко3,4, В.М. Кулик5, А.П. Чупахин1,2
1Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
3Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
boiko@itam.nsc.ru
4Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия
5Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: податливые покрытия, пограничный слой, гидродинамическая неустойчивость, критическое число Рейнольдса, compliant coatings, boundary layer, hydrodynamic instability, critical Reynolds number
Страницы: 189-200

Аннотация >>
В работе представлены результаты параметрического исследования гидродинамической устойчивости в линейной постановке пограничного слоя Блазиуса над двухслойными податливыми покрытиями. В расчетах используются экспериментальные данные для реальных кремнийорганических резин нескольких типов, связывающие модуль упругости и коэффициент потерь в зависимости от частоты деформации. Рассмотрено восемь пар покрытий. Проведены параметрические исследования влияния толщин слоев покрытия и скорости внешнего потока на устойчивость течения, в частности на поведение критического числа Рейнольдса. Обнаружены области немонотонности критического числа Рейнольдса, характерные для большинства рассматриваемых покрытий. Дано качественное объяснение этому эффекту. Анализ поведения критического числа Рейнольдса позволяет определить оптимальное соотношение толщин покрытий для взаимодействия с потоком.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
Исследование теплообмена в пограничном слое при обтекании азотом каталитической графитовой стенки

Н.И. Сидняев
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
sidnyaev@yandex.ru
Ключевые слова: теплообмен, пограничный слой, катализ, графит, стенка, реакция, энергия, heat transfer, boundary layer, catalysis, graphite, wall, reaction, energy
Страницы: 201-212

Аннотация >>
Представлены результаты исследований физико-химических процессов, происходящих в пристеночном пограничном слое при обтекании графитовых образцов азотом. Рассматривается влияние каталитической стенки на тепловой поток. Основное внимание уделяется анализу распределения концентраций химических компонент по толщине пограничного слоя высокоскоростных летательных аппаратов, основанному на детальном учете механизма протекания гетерогенных каталитических реакций в условиях поверхностного массообмена. Приводятся распределения концентраций химических компонент по толщине пограничного слоя в критической точке затупленного графитового тела для конкретного участка траектории полета.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
Устойчивость сверхзвукового пограничного слоя на поверхности с сублимирующим покрытием

С.А. Гапонов, Б.В. Смородский
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск,Россия
gaponov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковой пограничный слой, ламинарно-турбулентный переход, гидродинамическая устойчивость, бинарная газовая смесь, сублимация, supersonic boundary layer, laminar-turbulent transition, hydrodynamic stability, binary gas mixture, sublimation
Страницы: 213-226

Аннотация >>
Представлены результаты теоретического исследования характеристик сверхзвукового пограничного слоя на плоской пластине в потоке воздуха при числе Маха M = 2 в условиях сублимации поверхности. В качестве материала сублимирующего покрытия был выбран нафталин (C10 H8 ). Расчеты показали, что с увеличением температуры поверхности массовый расход испарения нафталина также увеличивается. Это приводит к снижению температуры стенки по сравнению со случаем обтекания плоской пластины без сублимации. Большой молекулярный вес нафталина по сравнению с молекулярной массой воздуха и понижение температуры поверхности вследствие испарения материала стенки обуславливают увеличение плотности бинарной смеси, состоящей из воздуха и пара сублиманта, вблизи стенки. Такое изменение профилей пограничного слоя приводит к заметному уменьшению локальных скоростей роста неустойчивых возмущений, что подтверждается проведенными расчетами по линейной теории устойчивости. Обнаружено, что стабилизация пограничного слоя происходит при увеличении температуры сублимирующего покрытия и достигает максимума вблизи температуры тройной точки вещества покрытия. Проведены оценки чисел Рейнольдса перехода в соответствии с методом e N , показавшие принципиальную возможность увеличения продольной протяженности ламинарного пограничного слоя на модели с сублимирующим покрытием поверхности.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
Моделирование системы тепловой защиты, основанной на термоэмиссионной технологии

В.П. Зимин1, К.Н. Ефимов2, В.А. Керножицкий3, А.В. Колычев4, В.А. Овчинников2, А.С. Якимов2
1Томский политехнический университет, Томск, Россия
ziminvp55@gmail.com
2Томский государственный университет, Томск, Россия
yakimovas@mail.ru
3Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, Санкт-Петербург, Россия
vakern@mail.ru
4Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, Санкт-Петебург, Россия
Ключевые слова: тепловая защита, термоэмиссионный преобразователь, эмиттер, коллектор, теплообмен, охладитель, thermal protection, thermionic converter, emitter, collector, heat transfer, coolant
Страницы: 227-240

Аннотация >>
Численно исследуется математическая модель процесса нестационарного теплообмена системы термоэмиссионной тепловой защиты при высокоэнтальпийном нагреве. Показано влияние испарения электронов с поверхности эмиттера на понижение температуры многослойной оболочки термоэмиссионной тепловой защиты. Исследовано влияние некоторых теплоносителей в составной оболочке на режимы теплообмена в теле. Получено качественное согласование результатов расчета с известными данными.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
Влияние подвески модели СПС на результаты измерений профиля избыточного давления на фиксированном расстоянии от источника

В.Ф. Волков, Т.А. Киселёва
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
volkov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковое течение, ударная волна, волна разрежения, звуковой удар, тандемная компоновка, оптимальная подвеска, supersonic flow, shock wave, rarefaction wave, sonic boom, tandem wing configuration, optimum suspension
Страницы: 241-249

Аннотация >>
Представлены результаты физического эксперимента, направленного на измерение профиля избыточного относительного давления на контрольной поверхности в ближней зоне возмущённой области схематизированной модели сверхзвукового пассажирского самолета (СПС). Проведены испытания в рабочей части аэродинамической трубы Т-313, ориентированные на определение оптимального крепления подвески модели и обеспечивающие измерения полного профиля волны возмущенного давления, содержащего лидирующую, промежуточные и замыкающую ударные волны. Приведены сопоставления численных расчетов с результатами измерений в эксперименте. С помощью установленной оптимальной подвески модели получены результаты измерений, хорошо соответствующие результатам численных расчетов. Численное решение задачи обтекания геометрической модели и необходимые измерения в эксперименте проводилось при числе Маха набегающего потока Mбесконечность = 2,04 и угле атаки α = 4°.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
Структуры, масштабы и корреляционные характеристики течения термовязкой жидкости в неизотермическом слое

Ю.М. Куликов1, Э.Е. Сон2
1kulikov-yurii@yandex.ru, Москва, Россия
2Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
son.eduard@gmail.com
Ключевые слова: термовязкая жидкость, Q-критерий, энстрофия, автокорреляционные функции скорости, взаимные корреляционные функции, шпильковидный вихрь, эйлеров коэффициент корреляции, длина корреляции, интегральный масштаб, скорость трения, единицы стенки, thermoviscosity, Q-criterion, enstrophy, velocity autocorrelation functions, cross-correlation functions, hairpin vortex, Eulerian correlation coefficient, correlation length, integral scale, friction velocity, Reynolds scaling
Страницы: 251-268

Аннотация >>
Исследуются процессы турбулентного перемешивания в течении термовязкой жидкости в трехмерной кубической области, периодически продолженной в двух направлениях (X и Y). Турбулизация течения возникает под воздействием двумерных хаотических возмущений при среднемассовом числе Рейнольдса Re1 = 4704. Структура вихревого поля обсуждается в терминах поверхностей Q-критерия и локальной энстрофии ζl. На дальних стадиях эволюции течения рассматриваются эйлеровы коэффициенты корреляции для пульсаций скорости (автокорреляционные функции), а также взаимные корреляции пульсаций давления и температуры. Проведено расщепление эйлерова коэффициента корреляции для анализа корреляционных характеристик в направлении периодичности, а также между плоскостями, параллельными стенкам, ограничивающим область в направлении Z. Приведены оценки интегрального масштаба в зависимости от расстояния до стенки. Проведено рассмотрение течения в терминах вязких масштабов, выполнена оценка сеточного разрешения участков течения, соответствующих логарифмическому пограничному слою и пристеночным тепловым слоям.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
Локальная скорость скольжения пузырьков в опускном ламинарном течении в трубе

Л.С. Тимкин, Р.С. Горелик
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
timkin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: ламинарное опускное течение, электродиффузионный метод, ЛДА, локальная скорость скольжения пузырьков, laminar downward flow, electrodiffusional technique, LDA, local bubble slip velocity
Страницы: 269-279

Аннотация >>
Исследуется скорость скольжения практически сферических пузырьков в ламинарном опускном течении в трубе. Локальная скорость скольжения пузырьков определяется как разница между средней скоростью жидкости, измеренной электродиффузионным методом, и средней скоростью пузырьков, полученной с помощью лазерной доплеровской анемометрии с малой длиной измерительного объема. Полученная корреляция скорости скольжения показала качественное отличие от корреляции в восходящем течении, что указывает на хаотичное, а не структурированное движение пузырьков в опускном течении.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
Гидро- и термодинамика полидисперсной парокапельной смеси в канале регазификатора-подогревателя сжиженного природного газа

А.Л. Тукмаков1,2, В.Г. Тонконог1, Н.А. Тукмакова1
1Казанский технический исследовательский университет им. А.Н. Туполева, Казань, Россия
tukmakov@imm.knc.ru
2Институт механики и машиностроения КазНЦ РАН, Казань, Россия
Ключевые слова: парокапельная смесь, полидисперсность, несущая среда, дисперсная фаза, фракции капель, уравнения Навье-Стокса, явная схема Мак-Кормака, дробление, коагуляция, испарение, конденсация, vapor-drop mixture, polydispersity, carrier medium, dispersed phase, fractions of drops, Navier-Stokes equations, explicit McCormack scheme, breakup, coalescence, evaporation, condensation
Страницы: 281-296

Аннотация >>
Численно исследованы режимы течения парокапельной смеси в регазификаторе-подогревателе сжиженного природного газа на основе модели, учитывающей полидисперсность, силовое и тепловое взаимодействия фаз, процессы дробления, коагуляции, испарения капель и конденсации пара. Динамика несущей среды описывается системой уравнений Навье-Стокса для сжимаемого газа с учетом обмена массой, импульсом и энергией с дисперсной фазой, которая включает в себя несколько фракций, отличающихся размером капель. Каждая фракция описывается системой уравнений, состоящей из уравнения неразрывности для средней плотности, уравнений сохранения составляющих импульса и уравнения сохранения тепловой энергии с учетом межфазного обмена массой, импульсом и энергией с несущей средой. Системы уравнений движения несущей среды и фракций дисперсной фазы решаются явным методом Мак-Кормака с расщеплением пространственного оператора по направлениям и схемой нелинейной коррекции. На каждом временном шаге основная часть вычислительного алгоритма дополняется моделями дробления, коагуляции, испарения капель и конденсации пара с последующей коррекцией гидро- и термодинамических параметров смеси. На основе описанной модели выполнен расчет режимов течения парокапельной смеси в канале регазификатора-подогревателя сжиженного природного газа.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
Воздушно-плазменное напыление кавитационно- и гидроабразивностойких покрытий

В.И. Кузьмин1, И.П. Гуляев1, Д.В. Сергачёв1, С.П. Ващенко1, Б.В. Палагушкин2, А.О. Токарев2, М.Г. Мензилова2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
vikuzmin57@mail.ru
2Сибирский государственный университет водного транспорта, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: воздушно-плазменное напыление, плазмотрон с секционированной межэлектродной вставкой, узел кольцевого ввода порошковых материалов, осесимметричный гетерогенный поток, кавитационное и гидроабразивное изнашивание, контактно-импульсные нагрузки, износостойкие покрытия, адгезия, когезия, пористость, air-plasma spraying, plasma torch with a sectioned interelectrode insert, circular input for powder materials, axisymmetric heterogeneous flow, cavitation and hydroabrasive wear, impact loads, wear-resistant coatings, adhesion, cohesion, porosity
Страницы: 297-307

Аннотация >>
Приведены результаты работы по воздушно-плазменному напылению кавитационно- и гидроабразивностойких покрытий из порошковых материалов. Предложен метод лабораторных (стендовых) испытаний покрытий на стойкость в условиях контактно-импульсных нагрузок. Стенд представляет собой лабораторный копёр, производящий удары по индентору, находящемуся в постоянном контакте с испытуемым образцом. Мерой оценки повреждения поверхности, упрочнённой износостойким покрытием, служит диаметр лунки, создаваемой индентором. Моментом разрушения покрытия считается появление в нем трещин и отслоение. Разработанная методика стендовых испытаний при контактно-импульсном нагружении износостойкого покрытия имитирует условия работы лопастей высокооборотного гребного винта водометного движителя на мелководье. Метод воздушно-плазменного напыления порошковых материалов в качестве защитных покрытий прошёл успешное опробование при упрочнении лопастей гребного винта водометного движителя речного теплохода проекта «КС-101Д».
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
Оперативный контроль коэффициента диффузии в массивных изделиях из анизотропных пористых материалов

В.П. Беляев1, С.В. Мищенко2, П.С. Беляев2
1Корпорация «Росхимзащита», Тамбов, Россия
2Тамбовский государственный технический университет, Тамбов, Россия
bps800@yandex.ru
Ключевые слова: неразрушающий контроль, одноосно-армированные изделия, пористый материал, коэффициент диффузии, анизотропия, non-destructive testing, uniaxially reinforced products, porous material, diffusion coefficient, anisotropy
Страницы: 309-315

Аннотация >>
Представлен оперативный метод определения коэффициента диффузии полярных растворителей в анизотропных пористых материалах, обеспечивающий возможность контроля состояний изделий без их разрушения. Для реализации предлагаемого метода не требуется проведение предварительной градуировки применяемого преобразователя локальной концентрации растворителя в твердой фазе по каждой новой системе «пористый материал-растворитель», что существенно повышает производительность исследований. Метод обладает гибкостью в плане возможности измерения входящих в расчетное выражение величин на участках кривых с высокой чувствительностью к изменению параметров и в диапазоне со стабильным и помехозащищенным выходным сигналом преобразователя концентрации, что обеспечивает повышение точности контроля.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
Численное моделирование осаждения частиц в носовой полости человека

В.Л. Ганимедов, М.И. Мучная
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
ganim@itam.nsc.ru
Ключевые слова: носовая полость человека, численные расчеты, нестационарный дыхательный цикл, поле течения, субмикронные частицы, эффективность осаждения, human nasal cavity, simulation methods, unsteady cycle of breathing, flow field, submicron particles, deposition efficiency
Страницы: 317-328

Аннотация >>
В работе приведены результаты численного исследования течения воздуха с частицами в носовой полости человека. Рассматриваются стационарная и нестационарная постановки задачи. Для нестационарной задачи исследуются два варианта: в первом дыхательный цикл полагается симметричным относительно вдоха и выдоха, во втором рассматривается реальный несимметричный дыхательный цикл. Решение строится на основе системы уравнений Навье-Стокса для ламинарного течения несжимаемого газа. Движение частиц описывается с помощью подхода Лагранжа с учетом броуновских сил. Выполнено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными и с расчетами других авторов. Проводится сравнение результатов, полученных в разных постановках. Установлено, что в расчетах эффективности осаждения необходимо учитывать несимметричность дыхательного цикла. Найден прием, позволяющий при определении эффективности осаждения заменить дорогостоящий нестационарный расчет последовательно тремя стационарными.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
Метод измерения истинного объемного паросодержания в канале с пористым наполнителем

Э.А. Таиров
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, Иркутск, Россия
tairov@isem.irk.ru
Ключевые слова: пароводяной поток, зернистый слой, измерение паросодержания, steam-water flow, granular layer, measurement of void fraction
Страницы: 329-332

Аннотация >>
Описан новый способ измерения среднего истинного объемного паросодержания однокомпонентного двухфазного потока, движущегося в канале с неподвижным пористым наполнителем. Используется известный метод отсечки потока, но в отличие от его обычного применения паровая фаза в отсеченном объеме переводится в конденсированное состояние, а высвобождаемое пространство заполняется измеряемым количеством добавочной жидкости. Представлен результат верификации предложенной ранее формулы расчета истинного объемного паросодержания адиабатного пароводяного потока в канале с неподвижным слоем шаровых частиц с помощью данного метода.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
Энтальпии и теплоемкость сплава CsBi в интервале температур 293-1125 К

С.В. Станкус, И.В. Савченко, О.С. Яцук
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
stankus@itp.nsc.ru
Ключевые слова: система цезий-висмут, твердое и жидкое состояния, энтальпия, теплоемкость, массивный изопериболический калориметр, cesium-bismuth system, solid and liquid states, enthalpy, heat capacity, isoperibolic drop calorimeter
Страницы: 333-336

Аннотация >>
Методом смешения на массивном калориметре с изотермической оболочкой измерен инкремент энтальпии сплава CsBi в интервале температур 432-1127 K твердого и жидкого состояний. Получены аппроксимационные уравнения, определена изобарная теплоемкость и изменения энтальпии при фазовых превращениях. Оцениваемые погрешности данных по энтальпии и теплоемкости расплава составили 0,75 и 1,5-2,0 % соответственно. Определена энтальпия образования сплава в жидком состоянии. Проведено сопоставление полученных результатов с расчетами по законам идеальных растворов.
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину