В рамках гетерогенного подхода на основе классических представлений теории реакционной диффузии рассмотрены закономерности горения слоя пористого реагента в атмосфере газообразного окислителя. В частности, получено выражение для скорости распространения горения, учитывающее влияние фильтрационных, сорбционных и структурных характеристик среды. Выполнен качественный анализ влияния этих факторов на скорость и характер выгорания слоя.
Приближенными методами рассчитаны параметры неадиабатических волн горения в конденсированных системах с диссоциирующими твердофазными продуктами реакции. Проанализирована структура фронта, найдены критические условия потухания. Установлена связь полноты превращения вещества с кинетическими характеристиками системы и уровнем теплоотвода. Рассмотрены случаи объемного и поверхностного действия теплопотерь.
Исследуется линейная устойчивость плоского фронта пламени, рассматриваемого как поверхность газодинамического разрыва, в аэрозоле. Обнаружено существенное отличие инкрементов роста периодических возмущений фронта пламени от соответствующих величин в паровоздушных смесях. Этот эффект объясняется неравномерным рассеянием фаз аэрозоля вблизи искривленных и(или) ускорению движущихся участков фронта пламени (фазодинамический эффект).
На основе двухзонной модели турбулентного пристеночного пограничного слоя развита аэродинамическая теория турбулентного факела, распространяющегося вдоль испаряющей поверхности жидкости. На примере конкретной системы гексан – кислород – азот исследованы характеристики факела в зависимости от состава исходной газовой смеси. Показано, что турбулизация течения интенсифицирует горение и сопровождается заметным уширением факела.
Исследован механизм горения гафния в водороде при давлениях ниже атмосферного с учетом диссоциации гидридных фаз в волне горения. Установлено, что ведущей стадией распространения волны горения является образование гидрида гафния с ГЦК структурой (δ-фаза). Выявлены кинетический и фильтрационный режимы распространения волны гидрирования в зависимости от основных параметров гидрирования (давление водорода, относительная плотность образца).
Рассмотрены критические условия воспламенения различных дисперсных систем с двумя последовательными реакциями. Показано, что необходимая для воспламенения скорость тепловыделения может быть достигнута либо в результате накопления тепла в системе – тепловой срыв, либо как следствие воздействия теплового и кинетического факторов – термокинетический срыв. Введены и определены условные границы областей преобладания этих механизмов, а также влияние вида системы – одиночная частица, газовзвесь или конгломерат частиц – на положение этой границы.
Предложена теоретическая модель воспламенения металлических частиц, в которой полагается, что в начальный момент на поверхности частицы отсутствует защитная окисная пленка. В процессе окисления частицы металла ее температура возрастает, и на ее поверхности образуется окись, которая по достижении некоторого критического объема может образовать защитную окисную пленку. Если температура поверхности частицы достигнет температуры плавления окиси раньше, чем образуется защитная пленка окиси, то происходит воспламенение частицы металла. Получены зависимости температуры воспламенения от размера частицы металла и концентрации окислителя в среде. Сопоставление расчетных и имеющихся экспериментальных данных показывает их удовлетворительное соответствие.
Определены скорость горения, толщина пленки полимера и ширина зазора, характеризующие критические условия горения тонких пленок полиметилметакрилата и пироксилина на теплопроводящей подложке – медной проволоке диаметром 400 мкм, натянутой вдоль оси стеклянной трубки.
М.В. КУРЛЕНЯ, В.Д. БАРЫШНИКОВ, Л.Н. ГАХОВА
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: напряжения, деформации, массив горных пород, водозащитная толща, карьер
Страницы: 23-31 Подраздел: Геомеханика
По результатам численного моделирования напряженно-деформированного состояния (НДС) массива и данных натурных наблюдений за его деформированием в окрестности выработок определены предельные значения критериальных параметров геомеханической оценки устойчивости конструктивных элементов системы разработки для условий подкарьерного массива рудника “Айхал”. С их использованием выполнена оценка НДС и осадок рудной потолочины с учетом текущего положения зеркала воды, заполняющей карьер. Дана прогнозная оценка изменений НДС потолочины и ее сдвижений при повышении зеркала воды.
М.Е. Коновалова, О.В. Дробушевская
Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок, д. 50, стр. 28 markonovalova@mail.ru
Ключевые слова: подтайга, тип зарастания гари, восстановительно-возрастная динамика, природные территориальные комплексы
Страницы: 623-632
Представлены результаты изучения послепожарной восстановительно-возрастной динамики светлохвойно-мелколиственных лесов приенисейской части Восточного Саяна на ландшафтно-экологической основе. Составлена и проанализирована обобщающая схема направленности и темпов сукцессионных смен с учетом пирогенного фактора.
Методом последовательных приближений решена задача о зажигании химически реагирующего газа изотермическим горизонтальным цилиндром в условиях естественной конвекции. Показано, что влияние конвекции приводит к локальности зажигания. Получена зависимость, связывающая время задержки зажигания с параметрами, характеризующими реакцию и конвекцию.
Показано, что на воспламеняемость порошка титана влияют марка, размеры образца, величина теплоотдачи с поверхности образца в окружающую среду. Азот оказывает существенное влияние на воспламеняемость порошка титана только при недостатке кислорода. Впервые экспериментально изучен переход от теплового взрыва к зажиганию. Проведено сравнение теоретически рассчитанной и полученной экспериментально критических температур воспламенения, которые хорошо согласуются между собой.
В рамках существующих представлений о механизме эрозионного горения исследуется влияние температуры обдувающего потока на скорость горения. С этой целью рассмотрено тепловое взаимодействие ядра потока с зоной тепловыделения в химическом пограничном слое. Получены приближенные зависимости для коэффициента эрозии в случае одно- и двухстадийного распределения температуры в зоне реакции, а также когда температура ядра потока больше и меньше температуры продуктов сгорания топлива.
Получены экспериментальные данные по ускорению водородной плазмы в сплошной среде после ее вылета за пределы коаксиального плазменного ускорителя с разрядным током ∼1 МА и начальным давлением газа ∼104 Па. Расчет модифицированным методом частиц в ячейках удовлетворительно описывает эксперимент количественно и выявляет ряд существенных качественных закономерностей процесса.
Проведено численное исследование течения плазмы вблизи нулевых поверхностей магнитного поля при условиях, близких к лабораторным. Аксиально-симметричная задача решена в приближении одножидкостной магнитной гидродинамики с учетом конечной проводимости.
Численно моделируется развитие одномерного самостоятельного разряда с предыонизацией при электрических полях, меньших статических пробивных Показано, что время формирования разряда существенно зависит от степени предыонизации, если начальная концентрация плазмы меньше некоторой. Результаты расчетов показали, что при Е < Ест в разрядном промежутке не образуются стримеры, которые могли бы привести к искровому пробою газа. Обсуждается возможность шнурования разряда из-за неоднородности плазмы, созданной предыонизацией.
Получено аналитическое выражение зависимости предельного значения эффективности резонатора CO2-ГДЛ от параметров лазерной смеси в рамках четырехтемпературной кинетической модели с учетом релаксационных потерь и в предположении постоянства интенсивности в зоне генерации.
Исследованы особенности колебательного распределения и релаксации энергии спаренных мод CO2, связанные с возбуждением при V– V-обмене восходящего тока квантов по расщепленным вследствие ферми-взаимодействия уровням (мультиплетам) симметричных колебаний на основе уравнения непрерывности для потока квантов через мультиплеты в той части спектра, где доминирует V– V-обмен. Предполагается, что на верхних уровнях, начиная с некоторого, V– V-ток быстро затухает из-за эффективной диссипации квантов при V– T-релаксации. В этих приближениях найден общий вид квазистационарного токового распределения молекул по уровням спаренных мод. Показано, что при сильной неравновесности V– V-ток может приводить к заметному уже в нижней части спектра снижению колебательных температур мультиплетов и значительному ускорению релаксации энергии симметричных колебаний.
Изучаются нелинейные поперечные колебания однородного релятивистского пучка с частично компенсированным зарядом с ненулевым эмиттансом электронной и ионной компонент. Для описания частиц пучка использованы модельные функции распределения, удовлетворяющие самосогласованным кинетическим уравнениям. Показано наличие параметрической неустойчивости нестационарного однородного пучка относительно разделения радиусов электронной и ионной компонент при определенных значениях γ-фактора релятивистского пучка. Получено дисперсионное уравнение для колебаний вблизи стационарного состояния. Показано наличие области неустойчивости относительно аксиально-симметричных возмущений и отсутствие таковой для стационарного состояния в достаточно сильном магнитном поле.
Приводятся результаты моделирования методом Монте-Карло прохождения электронов с энергией 0,01–1 кэВ через толстые газовые поглотители, состоящие из молекулярного и атомного кислорода и азота. Показано, что в этом диапазоне энергий пробеги электронов зависят от угла вхождения электрона в поглотитель.
Представлены результаты измерений доли джоулевой мощности ηб, определяющей быстрый нагрев азота в тлеющем разряде в области E/N = (4 –8)10–16 В · см2. Величина ηб определялась из обработки интерферограмм разрядного промежутка на ЭВМ. В исследованном интервале E/N величина ηб монотонно уменьшается от 3,5 до 0,5%.
Численно исследовано воздействие вращения плазмы на электрические и энергетические характеристики мощной самосжатой аргоновой дуги. Показано, что вращение плазмы повышает величину напряженности электрического поля, приложенного к дуге. Вольт-амперная характеристика вращающейся дуги становится монотонно возрастающей в области параметров, соответствующих перегревной неустойчивости. Вращение плазмы подавляет перегревную неустойчивость дугового разряда. Представлены радиальные распределения температуры, давления, плотности, магнитного поля и плотности тока закрученной дуги. Вращением можно добиться монотонно убывающих температурных распределений во всем рассматриваемом диапазоне осевых температур. Им соответствует устойчивая радиальная стратификация плотности плазмы дуги, горящей в вихревом потоке газа.
Приведены результаты численного моделирования стационарного состояния «замагниченного» релятивистского электронного пучка (РЭП) в замкнутой металлической трубе дрейфа с входным током выше предельного. Описаны алгоритм моделирования и практические рекомендации для решения подобного рода самосогласованных задач.
Представлены результаты экспериментального исследования вращательно-поступательной релаксации в свободной струе азота. Исследование выполнено на газодинамической установке низкой плотности Института теплофизики СО АН СССР, оснащенной электронно- и молекулярно-пучковой диагностиками. Показано, что в области параметров, свободной от эффектов конденсации, имеет место нарушение максвелл-больцмановского распределения. Данные по перпендикулярной и параллельной температурам обобщаются в координатах, предложенных в работе Берда. Результаты измерений температур заселения Tk также обобщаются в зависимости от параметра Берда РB, умноженного на функцию от вращательного квантового числа k. Полученное эмпирическое обобщение позволяет оценивать распределение заселенностей вращательных уровней в диапазоне режимов течения от сплошного до близкого к свободномолекулярному.
Предложена физическая модель процесса воспламенения бора во влажных кислородсодержащих средах и водяном паре. Показан возможный механизм интенсифицирующего влияния паров воды. Дано математическое описание модели. Получено хорошее согласование результатов расчета с экспериментальными данными различных авторов.
Предлагается математическая модель воспламенения предварительно нагретой стеклопластиковой трубы в потоке воздуха. При помощи расчетов на ЭВЦМ установлено, что могут иметь место режимы потухания, непотухания или неклассические режимы зажигания первого и второго рода.
Полученные новые данные по конодонтам, брахиоподам, аммоноидеям и остракодам разреза о. Столб свидетельствуют о преимущественно раннефаменском (зоны triangularis—низы rhomboidea) этапе осадконакопления. Впервые выявлено для арктического региона Сибири глобальное биотическое событие Upper Kellwasser, являющееся маркером границы франского и фаменского ярусов. Установлен морской бассейновый характер карбонатно-терригенных отложений разреза. Тонкообломочный материал поступал в осадки из различных источников. Поток доломитовых обломков связан с наиболее удаленным источником — областями эвапоритовой седиментации. Появление обломков известкового состава обусловлено деструкцией скелетного материала (источниками близкого сноса). Силикокластика, слагающая значительную часть объема осадков, связана с частичным перемывом и эоловой дифференциацией кислой пирокластики. Существование в разрезе горизонтов, обогащенных органическим веществом, а также слоев, хорошо промытых и сортированных обломочных осадков, позволяет достаточно высоко оценить общие перспективы нефтегазоносности верхнедевонских отложений.
Рассмотрены основные закономерности протекания экзотермических химических реакции в пузырьковой среде. Показана возможность существования самораспространяющегося высокотемпературного процесса химического превращения типа волны горения и определены пределы его существования.
Рассмотрена модель образования агломератов алюминия при горении смесей с крупными (по сравнению с алюминием) частицами окислителя за счет слияния всех частиц металла, находящихся в пределах ячейки между зернами окислителя. Даны соотношения для определения средних ожидаемых размеров и дисперсии размеров агломератов в зависимости от параметров спектра частиц окислителя. Проведено сравнение с экспериментальными данными для ряда смесей и условий, подтверждающее в целом работоспособность предложенной модели.
Исследовано влияние добавок на нормальную скорость водородно-воздушных пламен при давлениях до 7 МПа. Показано, что эффективность воздействия добавок зависит от состава горючей смеси, вида добавок и диапазона давлений. В зависимости от этих условий может наблюдаться промотирующий или ингибирующий эффект. Обнаружены аномальные зависимости нормальной скорости пламени и эффективности ингибирования от давления в богатых водородно-воздушных смесях, которые свидетельствуют о существенном изменении механизма химической реакции вблизи 1,5 МПа.
В широком диапазоне изменения дисперсности реагентов, плотности и начальной температуры исследовано горение стехиометрических смесей титана с бором и углеродом. Показано, что капиллярное растекание титана в ходе взаимодействия реагентов существенно влияет на закономерности горения. Изучено горение смеси Ti+2В при воздействии ультразвуковых колебаний.
Получены аналитические выражения для параметров охлаждения в широких диапазонах концентраций СО2 в смеси с N2 и интенсивностей возбуждающего излучения. Обсуждается вопрос оптимального вложения энергии светового импульса для охлаждения смеси СО2– N2. Исследована температурная зависимость эффекта в интервале 200–1200 К, что позволило установить диапазон температур, для которых может существовать явление кинетического охлаждения.
Излагаются результаты экспериментального исследования индуцированной излучением импульсного HF-лазера столкновительной накачки молекул HF. Рассматривается простая модель лазеростолкновительной накачки, согласующаяся с экспериментальными результатами, в основе которой лежит представление о наличии «узкого горла» для ввода энергии в систему из-за ограниченности скорости вращательной релаксации и о протекании диссоциации HF в неравновесном режиме. Делается вывод о значительной (до 100%) степени неравновесной диссоциации при мощности падающего излучения ∼ 10 МВт/см2.
В.Б. Сапунов1,2 1Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Санкт-Петербург sapunov@rshu.ru 2Российский Государственный гидрометеорологический университет
Ключевые слова: фундаментальная наука, высшее образование, квалиметрия
Страницы: 10-16 Подраздел: Раздел I ПРОБЛЕМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И ОБЩЕСТВА В ФИЛОСОФСКОМ ОСМЫСЛЕНИИ
Статья посвящена оценке роли науки и высшего образования в динамике развития общества в мировом масштабе и применительно к России. Предложена закономерность, согласно которой скорость научно-технического прогресса в обществе пропорциональна уровню оплаты профессорско-преподавательского состава. Оценено количественно и качественно изменение роли России в мировой науке и в подготовке квалифицированных кадров за последние 60 лет. Наибольших успехов (выход в космос, создание ракетно-ядерного щита и т. д.) страна достигла в 1950–1960-е гг. за счет повышения качества и общественной роли вузовского образования и фундаментальной науки. Снижение престижности и оплаты этих областей квалифицированного труда, которое произошло в России в конце прошлого века, уменьшило мировую роль России во всех областях.
Предложен метод вычисления предельного вакуумного тока РЭП в двумерной транспортирующей системе; на его основе уточнена зависимость предельного тока от параметров РЭП и показано, что наличие плоскости инжекции практически не сказывается на значениях предельного вакуумного тока.
Исследуются классы стационарных и нестационарных движений идеального газа с переменной энтропией, для которых компоненты вектора скорости линейно зависят от одной или двух пространственных координат. Получены системы уравнений, описывающие такие типы течений. Рассмотрен и положительно решен вопрос о возможности построения решении с ударными волнами для указанных типов течений. Найдены новые точные решения уравнений газовой динамики, в частности установившиеся плоские вихревые течения с ударной волной в криволинейных каналах и вихревые пространственные течения с прямолинейными образующими, принадлежащие к классу тройных волн.
Исследуются ограничения, которые накладываются на параметры кумуляции автомодельного решения (с включением стадии отраженной ударной волны) вследствие эффектов диссипации.
Представлена модель воспламенения взвеси конгломератов и частиц бора. Предложен критерий, позволяющий оценить влияние дезагрегации порошков на процесс саморазогрева взвеси. Показано, что уменьшение температуры воспламенения взвеси конгломератов и частиц бора по сравнению с температурой воспламенения равномассовой взвеси монолитных частиц обусловлено уменьшением радиационных потерь тепла с реагирующей поверхности.
Совместным рассмотрением уравнений диффузии и теплового баланса решена задача о воспламенении частиц металлов при одновременном образовании пленки продукта и твердого раствора. Найдены два предельных режима воспламенения. Выведены приближенные формулы, описывающие зависимость предела воспламенения от основных параметров задачи. Обнаружены режимы двухстадийного тепловыделения.
Теоретически исследуется влияние износа на фрикционный разогрев и воспламенение твердых ВВ. Рассматриваются три модели процесса разогрева на фрикционном контакте инертных тел. Определяется максимальная установившаяся температура в зависимости от теплофизических свойств тел и характеристик трения и износа.
Представлены результаты расчетов температур и концентраций компонентов турбулентного водородно-воздушного пламени в одномерном приближении. Найдены мгновенные истинные концентрации и температуры и их средние величины. Расссмотрено влияние на процесс горения пульсационной скорости, начальной температуры, начальной концентрации активных частиц, давления и диаметра стабилизатора.
Экспериментально исследован процесс тушения факела движущимся вдоль его оси вихревым кольцом. Дано качественное объяснение этого явления. Описаны опыты по тушению нефтяных фонтанов с расходами до 6100 т в сутки предложенным способом.
Измерены массовые функции распределения частиц Al<sub>2<.sub>O<sub>3</sub>3 по размерам в пламенах металлизированных топлив с различными по активности связующими в области диаметров 0,04–12 мкм. Функции имеют два максимума, причем первый в 1,8–4,5 раза выше второго. Для измеренных распределений рассчитаны полидисперсные коэффициенты рассеяния, поглощения и степени вытянутости индикатрисы рассеяния частиц, а также излучательные способности пламен в области спектра 0,63–8 мкм.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
