Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассмотрена модель зарождения кристаллической фазы на поверхности сферических частиц при охлаждении модифицированного расплава ниже температуры ликвидуса. Показана связь между величиной переохлаждения, размером зародышей, образующихся на поверхности частиц, и количеством затрачиваемой энергии. Проведено численное моделирование затвердевания модифицированного двухкомпонентного расплава алюминия в цилиндрическом тигле с рассмотрением термодинамических процессов, гетерогенного зародышеобразования и кристаллизации. Определены условия образования зародышей кристаллов размером как меньше, так и больше размеров частиц-затравок. Показано, что для эффективного модифицирования металла необходимо использование порошков с частицами максимально однородного размера. Достоверность предложенной модели подтверждена удовлетворительным совпадением результатов численного расчета с данными физического эксперимента.

Представлены результаты основных физических процессов, обеспечивающих работу полого катода вакуумных плазмотронов с формированием высокоэнтальпийной плазмы внутри полости. Взаимодействие плазмы с внутренней поверхностью катода определяет температурное поле полого катода и распределение тепловых потоков в вакуумном разряде. На формирование температурного поля в теле катода, кроме прикатодных процессов, оказывают значительное влияние условия теплообмена катода с окружающей средой, характеристики материала катода и его геометрические размеры. Исследования спектров излучения плазмы в полости катода показали, что появление линий спектра зависит от условий возбуждения и определяет границы энергии электронов, ускоренных в прикатодном слое.

Представлены результаты термодинамических расчетов и экспериментальных исследований плазменной переработки медико-биологических отходов и топливной биомассы, включая отходы деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства, показавшие перспективность использования плазмохимической технологии переработки различных отходов с получением горючего газа и инертного минерального материала. Сопоставление результатов эксперимента и расчетов показало их удовлетворительное согласование. Как в расчетах, так и в экспериментах вредных примесей в продуктах плазменной переработки исследованных отходов обнаружено не было.

30 ноября 2022 года ушел из жизни выдающийся ученый в области теплофизики и теплоэнергетики, доктор технических наук, профессор, действительный член Российской академии наук Александр Иванович Леонтьев.

В работе приводятся результаты исследования влияния локализованной во времени и пространстве неоднородности набегающего потока на структуру следа за симметричным каплевидным профилем в диапазоне углов атаки от -20° до +20°. Показано, что при некоторых углах атаки наличие такой неоднородности приводит к подавлению процесса вихреобразования. Обнаружены диапазоны углов атаки, при которых структура следа остается неизменной.

Работа посвящена численному исследованию влияния инжекции инородного газа на устойчивость сжимаемого пограничного слоя на вогнутой поверхности. Расчет устойчивости выполнен в рамках локально-параллельной линейной теории устойчивости. Результаты расчетов для базового случая (без инжекции) показали, что вихри Гёртлера и вторая мода Мэка имеют наибольшие степени роста при исследуемых параметрах. Обнаружено, что инжекция тяжелого газа (относительно набегающего газа) приводит к увеличению степеней роста вихрей Гёртлера и второй моды Мэка, а инжекция легкого газа - к уменьшению степеней роста данных возмущений.

На основе измерений, выполненных с использованием метода фотовизуализации, в потоке аргона выявлено влияние крупных вандерваальсовых кластеров на поперечные размеры сверхзвуковой недорасширенной струи. В диапазоне средних размеров формируемых кластеров 330 < 〈S〉 < 6200 част./кл. предложена модель поправок к известным газодинамическим эмпирическим зависимостям, сформированным в отсутствие конденсированной фазы, учитывающая особенности истечения газов из сверхзвукового сопла в условиях развитой конденсации. Рассмотрены возможные причины уширения газовых потоков в условиях развитой конденсации. Проведена апробация модели поправок в потоках с развитой конденсацией на ряде сверхзвуковых конических сопел.

Выполнено экспериментальное исследование влияния радиуса притупления передней кромки пластины на отклик пограничного слоя при воздействии N-волны при числе Маха 2. В экспериментах использовалось три модели плоских пластин с радиусами притупления передней кромки r = 0,05, 0,5, 2,5 мм. Возмущения в набегающем потоке создавались с помощью генератора на боковой стенке рабочей части аэродинамической трубы Т-325 ИТПМ СО РАН. Получено, что в набегающем потоке за N-волной имеется протяженная область повышенного уровня пульсаций, в спектре которых амплитуда увеличивается как в низкочастотной, так и в высокочастотной частях по сравнению со случаем невозмущенного свободного потока. В условиях экспериментов показано, что порождаемая N-волной неоднородность течения может оказывать большее влияние на ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое плоской пластины при увеличении радиуса притупления передней кромки.

На основе численного решения уравнений Навье-Стокса исследуется развитие неустойчивостей в сверхзвуковых изобарических струях, истекающих из сопел квадратного и прямоугольного сечений в спутный поток. Моделирование проводится при различных значениях чисел Маха струи и спутного потока. Результаты численных расчетов позволяют выявить качественные и количественные различия в развитии неустойчивости в случаях со сверхзвуковым и дозвуковым спутным потоком, а также характерные особенности течения для прямоугольных струй.

Представленная работа является продолжением цикла исследований авторов, направленных на изучение закономерностей горения жидких углеводородов в условиях подачи пара применительно к разработке низкоэмиссионных горелочных устройств. При численном моделировании горения дизельного топлива в качестве однокомпонентного аналога используется н-гептан (формула C₇H₁₆). Для верификации полученных результатов необходимы достоверные экспериментальные данные. В настоящей работе впервые экспериментально исследованы показатели горения н-гептана при распыле перегретым водяным паром в новом лабораторном атмосферном горелочном устройстве c принудительной подачей воздуха в камеру газогенерации. Проводится сопоставление результатов расчетов с данными по дизельному топливу. Выполненное сравнение показывает, что характер зависимостей газовых компонент внутри факела для дизеля и гептана отличается. Это связано в первую очередь с разной плотностью, вязкостью топлив, их воспламеняемостью и скоростью горения (зависящей, в том числе от принудительной подачи воздуха (окислителя)). При этом количественное сравнение показывает, что на границе факела значения газовых компонент довольно близки друг к другу. На состав конечных продуктов горения бóльшее влияние оказывает комплекс протекающих физико-химических процессов в присутствии пара (газификация, расщепление углеводородов, разбавление горючей смеси, образование активных радикалов OH), чем свойства топлива. Показано, что при сжигании н-гептана с распылением паровой струей сохраняются все основные особенности, характерные для горения дизеля с подачей водяного пара. Обеспечивается высокая полнота сгорания топлива и низкий уровень токсичных выбросов в атмосферу, удовлетворяющий европейскому нормативу EN:267. С увеличением доли пара в горючей смеси сохраняется тенденция к снижению CO и NO_x . Управление расходом воздуха в камере газогенерации горелки позволяет дополнительно регулировать уровень токсичных продуктов сгорания в атмосферу. Динамика зависимостей выбросов CO и NO_x повторяется для гептана и дизеля с некоторыми локальными отличиями. Также в работе выполнен анализ корректности применимости н - гептана для задач численного моделирования горения дизеля в струе пара с указанными допущениями.