С. Л. Силяков, В. Н. Санин, В. И. Юхвид
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка ssl@ism.ac.ru
Страницы: 29-34
Показано влияние диаметра и высоты реакционного объема на горение смесей CrO3/Cr2O3/C/Al и CrO3/Cr2O3/B2O3/Al. Определены пределы гравитационной сепарации по высоте и диаметру металлической и оксидной фаз в расплаве продуктов горения. Для объяснения полученных результатов предложена качественная модель процесса, в которой жидкофазное состояние среды во фронте и за фронтом горения определяет особенности процессов, протекающих в изученных системах.
Моделируются наблюдаемые в экспериментах автоколебания цилиндра в плоском канале, ширина которого незначительно превышает диаметр цилиндра, под действием натекающего потока жидкости. В рамках модели безотрывного потенциального обтекания цилиндра с помощью обобщенного метода изображений рассчитываются коэффициенты присоединенных масс цилиндра. В моменты касания цилиндра и стенки меняется знак циркуляции, ее значение определяется с использованием метода граничных элементов и условия непротекания жидкости в точке контакта. В уравнениях движения цилиндра учитываются сила Жуковского и сила сопротивления, пропорциональная квадрату скорости.
Ю. М. Милёхин, А. Н. Ключников, В. С. Попов, В. П. Мельников
Федеральный центр двойных технологий <Союз>, 140090 Дзержинский, Fcdt@monnet.ru
Страницы: 38-46
Создан программный комплекс для сопряженной задачи моделирования внутрикамерных процессов функционирования скрепленного с корпусом осесимметричного заряда твердого топлива, позволяющий прогнозировать внутрибаллистические, прочностные и газодинамические характеристики ракетного двигателя в течение полного времени его работы. Проведенными исследованиями расчетных и экспериментальных внутрибаллистических характеристик удалось продемонстрировать качественно новые возможности расчетного метода для прогнозирования и исследовать ряд интересных закономерностей внутренней баллистики ракетного двигателя на твердом топливе. Обосновано снижение или исключение согласующих коэффициентов в законе скорости горения топлива при прогнозировании, уменьшение разбросов и сокращение количества испытаний двигателей, необходимых для отработки характеристик, а также показано, что режим газодинамически устойчивой работы двигателя определяется модулем упругости топлива.
Экспериментально исследованы скорость распространения пламени сверху вниз по бумаге и распределение температуры перед фронтом пламени при повышенном давлении гелиево- и азотно-кислородной среды. Скорость распространения пламени возрастает с увеличением концентрации кислорода и при замене азота на гелий в окислительной атмосфере и слабо зависит от давления. Тепловой поток из зоны химической реакции на поверхность материала передается в основном теплопроводностью через газовую фазу, в ∼2,3 раза больше в гелиево-кислородной среде по сравнению с азотно-кислородной и практически не зависит от давления.
Исследованы свойства системы уравнений, описывающей процесс нестационарного распространения конвективного фронта пламени в пористом сжимаемом твердом топливе в рамках двухскоростной модели, учитывающей различие давления в газе и напряжений в конденсированной фазе. Определен тип системы уравнений в зависимости от разности скоростей и давлений в фазах. Показано, что в частных предельных случаях осуществляется непрерывный переход к известным ранее решениям.
Для модели горения смеси двух углеводородов проведен детальный параметрический анализ локальных бифуркаций стационарных состояний. Построены зависимости стационарных состояний от различных параметров. На основе использования специфики задачи уравнения бифуркационных кривых выписаны в явном виде.
Рассмотрено влияние вида инертного разбавителя в окислительной атмосфере на температуру пламени, градиент температуры у поверхности материала, скорость выгорания в кристаллических условиях горения ПММА. Показано, что температура пламени практически не зависит от вида инертного разбавителя. Градиент температуры возрастает с увеличением числа Le окислительной атмосферы. Предельная массовая концентрация кислорода имеет функциональную связь с теплоемкостью инертного разбавителя. Скорость выгорания полимера зависит от коэффициента теплопроводности и теплоемкости инертного разбавителя, числа Грасгофа и от массопереноса.
Впервые рассмотрена задача о зажигании конденсированного вещества в постановке линейной теории термоупругости с учетом связности полей деформации и температуры. Решение проведено с использованием методов сращиваемых асимптотических разложений и пограничных функций. Показано, что время зажигания существенно возрастает по сравнению с результатом чисто тепловой теории, напряжения вследствие больших градиентов температур в химически реагирующей системе могут достигать величин, близких к пределам прочности многих веществ.
Экспериментально изучена феноменология, закономерности и механизм распространения фронта горения по железоалюминиевому термиту в длинномерном канале. Описана динамика изменения ориентации фронта горения в зависимости от калорийности смеси и предложен механизм этой динамики. Показано, что существуют пределы горения в вертикальном и продольном направлениях по ширине канала и калорийности смеси.
Представлены физико-математическая модель и результаты численных исследований температуры газа, элетропроводности плазмы, температуры микропламени вокруг частиц алюминия, а также неполноты сгорания углеродного компонента порошкообразного топлива в поли- и монодисперсном приближении при движении двухфазной смеси в камере сгорания генератора плазмы. Установлена степень влияния учета дефектности кристаллической структуры углеродных частиц на изменение этих величин, а также показано, что в условиях генератора плазмы полидисперсная модель в отличие от монодисперсной менее чувствительна к выбору моделей горения частиц углерода.
Разработана теоретическая модель горения и газификации пористых коксов в смеси реакционных газов (диоксид углерода, пары воды, водород, кислород). Рассматриваются процессы тепло- и массопереноса, а также химическое реагирование веществ в газовой фазе и кинетика гетерогенных реакций внутри пористой структуры кокса. Модель дает возможность определять скорость, а также состав продуктов горения и газификации кокса. Приведены расчетные зависимости скорости горения кокса от состава окисляющих газов и интенсивности тепло- и массообмена кокса с газом.
Исследовались спектры горения одиночных частиц Mg в воздухе и углекислом газе при атмосферном давлении. Получены экспериментальные зависимости времени горения от исходных размеров частиц. Показано, что время высвечивания паров металла и окисла всегда меньше полного времени интегрального свечения частицы. Впервые обнаружено, что при горении в углекислом газе пары окиси магния исчезают раньше, чем пары самого металла. Это объясняется тем, что на стадии горения уменьшается скорость газофазной реакции магния с углекислым газом по мере увеличения количества образующейся моноокиси углерода.
Построено автомодельное решение нестационарной плоской одномерной задачи диффузионного горения поверхности топлива в чисто гетерогенном режиме, когда горючее находится в конденсированной фазе, а окислитель и продукты – в газообразной. Законы сохранения потоков массы и энергии через поверхность раздела фаз, на которой происходит энерговыделение в результате горения, позволяют замкнуть систему дифференциальных уравнений для газовой и конденсированной фаз и получить в гомобарическом приближении точное решение задачи. Полученное решение определяет в зависимости от времени скорость выгорания поверхности, профили температуры в газе и конденсированной фазе, профили концентраций газообразных реагентов и позволяет исследовать зависимость основных характеристик процесса от значений внешних определяющих параметров.
На установке для сжигания угля в кипящем слое в режиме розжига вначале неподвижного и холодного зернистого слоя реализована распространяющаяся сверху волна псевдоожижения – горения. Изложенные представления о физике явления качественно согласуются с полученной из опытов зависимостью характеристик процесса от определяющих параметров. Предложен режим розжига с принудительным движением волны.
Г. И. Бородкин, П. А. Заикин, В. Г. Шубин
Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН gibor@nioch.nsc.ru, Zaikin@nioch.nsc.ru, vshubin@nioch.nsc.ru
Ключевые слова: NF-реагент, электрофильное фторирование, селективность, экодружественные рас-творители, вода, фенолы, ацетанилид, гетероароматические соединения
Страницы: 637-642
Исследовано взаимодействие бис(тетрафторбората) 1-фтор-4-хлорметил-1,4-диазониабицикло[2.2.2]октана (F-TEDA-BF4) с фенолом, ацетанилидом и их производными, резорцином, 1-, 2-нафтолами и 6-метоксихинолином в воде. В некоторых случаях фторирование ароматических соединений в воде протекает более селективно, чем при использовании органических растворителей.
Приведены результаты минералогических и термобарогеохимических исследований нижнекорового ксенолита скаполитсодержащих гранулитов из трубок взрыва фергусит-порфиров Юго-Восточного Памира (Таджикистан). Во всех минералах (в том числе гранате, клинопироксене и скаполите) этих гранулитов обнаружены первичные расплавные включения, которые изучены с применением термометрических и микрозондовых (EPMA, SIMS, Раман) методов. Установлено, что составы включений соответствуют кислым (от риодацитов до риолитов), существенно-калиевым расплавам нормальной и повышенной щелочности с содержанием Н2О до 4 мас. %, Cl до 0.8 мас. % и СО2 около 1 мас. %. Расплавы деплетированы в отношении HREE и имеют высокие Th/U (7.7-9.4). По расплавным включениям и минералогическим термобарометрам показано, что изученный скаполитсодержащий гранулит кристаллизовался при температуре около 1000°С и давлении примерно 15 кбар. Наиболее вероятным процессом образования этой породы являлось инконгруэнтное плавление карбонатсодержащего биотит-кварц-плагиоклазового субстрата в нижнекоровых условиях. Плавление сопровождалось кристаллизацией граната, клинопироксена, сфена, плагиоклаза и скаполита, которые в виде включений захватывали микропорции выплавляющихся кислых расплавов. Эти минералы образовались не из расплава, а в его присутствии. Высококальциевый скаполит (Ме67-69) кристаллизовался вместо плагиоклаза при высоких содержаниях СО2 (около 1 мас. %) и Cl (до 0.8 мас. %) в выплавках в присутствии богатого СО2 флюида.
Е. В. Яковлева, В. А. Безносиков, Б. М. Кондратенок, А. А. Хомиченко
Институт биологии Коми НЦ УрО РАН кaleeva@ib komisc.ru
Ключевые слова: бенз[a]пирен, загрязнение, генотоксичность, почва, растения, адаптация
Страницы: 805-812
Проведены исследования генотоксичности бенз[a]пирена, внесенного в почву, для растений Tradescantia (clon 02). Выявлены различные уровни адаптации Tradescantia (clon 02) к загрязнению почвы бенз[a]пиреном. Установлено, что продукты метаболизма бенз[a]пирена оказывают на растения ауксиновое действие, влияя на рост биомассы корней и размер клеток.
В. К. Кедринский
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН kedr@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: волна декомпрессии, структура поля,
диффузия, динамика пузырька, фронт
насыщения
Страницы: 41-50
Выполнен численный анализ особенностей динамики структуры волнового поля и роста "коллективного'' пузырька за фронтом волны декомпрессии в "лагранжевом'' сечении сформировавшейся зоны кавитации. Рассмотрены два случая, когда диффузия растворенного газа из расплава в зародыши кавитации отсутствует и когда диффузионный поток обеспечивает увеличение массы газа в пузырьках. Показано, что в первом случае формируется практически гладкий фронт волны декомпрессии шириной около 100 м, на котором при переходе через фронт насыщения зоны кавитации зародышами возникают незначительные возмущения. В случае диффузионного процесса при переходе через фронт насыщения состояние расплава принципиально меняется: в окрестности свободной поверхности наблюдаются скачки массовой скорости и вязкости, давление в "коллективном'' кавитационном пузырьке в течение достаточно продолжительного промежутка времени не меняется, несмотря на его рост и интенсивную диффузию газа из расплава. Предполагается, что начиная с этого временного интервала диффузионный процесс (а следовательно, и вязкость), по сути, определяют динамику роста кавитационных пузырьков. Показано, что вблизи свободной поверхности формируется скачок давления.
С. И. Перегудин, С. Е. Холодова
Санкт-Петербургский государственный университет peregudinsi@yandex.ru, kholodovase@yandex.ru
Ключевые слова: стратифицированная вращающаяся жидкость,
электропроводящая вращающаяся жидкость,
уравнения в частных производных,
квазигеострофическое движение,
магнитогидродинамика, земное ядро,
аналитическое решение
Страницы: 44-51
Исследуются трехмерные крупномасштабные движения невязкой несжимаемой стратифицированной идеальной электропроводящей вращающейся жидкости в сферическом экваториальном широтном поясе. Математическая модель данного физического процесса представляет собой замкнутую систему уравнений в частных производных, состоящую из уравнений гидродинамики, в которых учтены вращение Земли, сила Лоренца, и соответствующих уравнений магнитной динамики с необходимыми граничными условиями. Построено аналитическое решение системы уравнений в приближении экваториальной - плоскости, описывающее распространение волн малой амплитуды.
Г. Г. Денисов, В. В. Новиков
Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского novikov@mm.unn.ru
Ключевые слова: вращающиеся поверхности, вязкая жидкость,
радиальное течение, магнитное поле Земли
Страницы: 40-46
Изучено течение вязкой жидкости, заполняющей пространство между сферической и эллипсоидальной поверхностями, вращающимися с различными угловыми скоростями. Обсуждаются условия возникновения и особенности радиальных течений жидкости. Полученные результаты могут быть использованы при исследовании ряда геофизических явлений, связанных с динамикой жидкого ядра Земли.
В. М. Косенков
Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины v.m.kosenkov@gmail.com
Ключевые слова: электрический разряд в жидкости,
разрядная камера, резонанс,
математическое моделирование
Страницы: 43-51
Исследовано влияние резонансных режимов взаимодействия парогазовой полости и стенки разрядной камеры на процесс обмена энергией между ними. В связанной геометрически и физически нелинейной постановке проведено математическое моделирование электродинамических, гидродинамических и упругопластических волновых процессов в разрядной камере. Определена зависимость количества энергии, передаваемой от конденсаторной батареи жидкости и твердому телу через их контактную границу, от параметров динамической системы.
А. В. Погорелова
Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН milova@yandex.ru
Ключевые слова: идеальная жидкость, упругая пластина,
нестационарное движение источника в
жидкости
Страницы: 49-59
Проведено исследование трехмерной нестационарной задачи о гидроупругом поведении плавающей бесконечной пластины под воздействием волн, генерируемых горизонтальным прямолинейным движением точечного источника массы в жидкости бесконечной глубины. Решение проводится с использованием известных интегральных и асимптотических методов. На основе полученных формул численно анализируется влияние толщины пластины, глубины погружения источника, его ускорения, торможения и скорости равномерного движения на амплитуду прогибов плавающей пластины.
Л. Л. Миньков1, А. В. Крохина2, И. Г. Дик3 1 Томский государственный университет, lminkov@ftf.tsu.ru 2 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана 3 Университет Эрланген−Нюрнберг
Ключевые слова: гидроциклон, инжектор, радиальная инжекция, тангенциальная инжекция, сплит-параметр, численное моделирование, эксперимент
Страницы: 413-426
На основе экспериментального исследования и численного моделирования выявлены закономерности течения в 50-миллиметровом гидроциклоне с инжектором. Показано, что инжектированная жидкость выводится большей частью через нижний слив. При тангенциальной инжекции над инжектором происходит формирование тороидального вихря, препятствующего вытеканию основного потока через нижний сливной вывод.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
