Главная – Журналы – Поиск по журналам

Описана методика и приведены результаты экспериментального исследования аэродинамической структуры турбулентного обтекания, флуктуаций скорости и полей давления на поверхности одиночной траншейной лунки, расположенной на стенке плоского прямоугольного канала. Траншейная лунка в поперечном сечении представляет собой цилиндрический сегмент с полусферами на ее краях. Измерения проведены двухкомпонентным лазерно-доплеровским измерителем скорости при двух углах наклона лунки относительно направления потока φ=0 и 45°. Изучено развитие течения в поперечном к траншее направлении, а также по ее размаху. Показано принципиальное различие полей скорости и их пульсаций в траншее, расположенной нормально и под углом к потоку.

Работа посвящена исследованию электросопротивления графенового слоя, омываемого жидкостью с различными расходными параметрами. Показано, что при погружении композита - графена на полимерной подложке (ПЭТ/ЭВА) - в дистиллированную воду его сопротивление увеличивается на 120 %. При движении жидкости вблизи графенового слоя её влияние на изменение электропроводности графенового слоя ослабевает. Предложено принципиальное устройство датчика для измерения потока жидкости с использованием графенового слоя в качестве чувствительной матрицы. Установлено, что в предложенной конфигурации графеновый датчик расхода дистиллированной воды характеризуется линейной зависимостью сопротивления от расхода.

Представлены результаты экспериментальных исследований и прямого численного моделирования стационарного течения в области разветвления каналов, моделирующей проксимальный анастомоз бедренной артерии. Число Рейнольдса Re = 1500, что соответствует максимальному расходу крови за период сердечных сокращений. Варьируется соотношение расходов жидкости, протекающей через ответвление и основной канал. Выявлены закономерности развития структуры течения в основном канале и ответвлении, большое внимание уделено областям отрыва потока. Установлено существование вторичных течений, локализованных в пределах отрывных областей. Определены диапазоны соотношения расходов, при которых в слое смешения на границе этих областей появляются признаки турбулизации потока.

Лазерное излучение является ведущим инструментом в сфере обработки и дизайна материалов. В последнее время активно исследуется задача о контролируемом изменении свойств смачивания металлов путем микро- и наноструктурирования поверхностей. В представленной работе исследовано влияние условий наносекундной лазерной обработки на свойства смачивания медной поверхности в режиме формирования случайно распределенной иерархической структуры. Особое внимание уделено вопросу эволюции краевого угла смачивания с течением времени. Рассмотрены механизмы изменения свойств смачивания со временем. Показано, что перекрытие лазерных пятен имеет большее значение, чем плотность энергии в пучке с точки зрения гидрофобизации поверхности меди.

В статье представлены результаты экспериментального исследования кавитационного обтекания крыла серии NACA0012 в узком щелевом канале шириной 1,2 мм. Соотношение сторон тела обтекания составило 0,02. Для выявления основных особенностей двухфазного течения проведена высокоскоростная визуализация с помощью камеры Photron FASTCAM NOVA S12 с частотой дискретизации 20 кГц. Определена внутренняя структура кавитационных каверн. Определены основные частоты образования каверн в потоке с помощью цифровой обработки данных визуализации. Показано, что близкое расположение стенок канала значительно влияет на распространение возвратного течения под каверной и на ее отрыв.

Исследован процесс роста пузыря внутри интенсивно испаряющейся капли жидкости на нагреваемой структурированной поверхности из черного кремния. В экспериментах использовались летучие жидкости FС-72, HFE 7100, этанол и вода. Отработана методика исследования растущего пузыря внутри капли с помощью шлирен-системы. Измерены скорости контактной линии при испарении микрокапель, в том числе для капель с растущим внутри пузырем. Представлено сравнение скорости контактной линии для испаряющейся капли с пузырем и без него. Обнаружена неустойчивость контактной линии, образованная в том числе развитой структурой подложки, которая способна приводить к увеличению локальных течений в области микрорегиона, что может существенно интенсифицировать теплообмен.

Микроканальные системы охлаждения получают широкое распространение благодаря своей эффективности. В работе проведено исследование кипения диэлектрической жидкости FC-72 в плоском микроканале высотой 66 мкм и шириной 10 мм. Нагрев осуществлялся тонкопленочным ITO-нагревателем, находящимся в непосредственном контакте с рабочей жидкостью. Исследованы режимы течения при кипении в широком диапазоне расходов жидкости. Показано, что режимы кипения в плоском микроканале существенно отличаются от режимов течения в круглых и прямоугольных мини- и микроканалах. Построены зависимости теплового потока от температурного напора. Исследована зависимость коэффициента теплоотдачи от теплового потока для различных режимов двухфазного потока.

В статье представлены результаты расчетов плазменного воспламенения и горения угля в топке котла ПК-39-II Рефтинской ГРЭС. Для математического моделирования сжигания угля в топке котла использовалась трехмерная математическая модель Cinar ICE, программный комплекс для физического моделирования и расчета гидродинамики, тепломассообмена и горения топлив в объеме топочных устройств. Расчеты выполнены для двух режимов горения пылеугольного топлива: традиционного и с использованием плазменной активации горения угля. Показано, что применение плазменно-топливных систем (ПТС) позволяет оптимизировать процесс сгорания угля в топочной камере. Трехмерное моделирование оснащенной ПТС пылеугольной топки позволяет определить оптимальную схему компоновки ПТС на котлах тепловых электростанций.

Методом дифференциальной сканирующей калориметрии проведено экспериментальное исследование удельной теплоемкости гадолиний-скандий-галлиевого и кальций-ниобий-галлиевого гранатов, которые широко используются в лазерной технике и микроэлектронике. Получены новые экспериментальные результаты по удельной изобарной теплоемкости в интервале температур 300 - 1270 K, на основании которых разработаны аппроксимационные уравнения и таблица рекомендуемых значений для научного и практического использования. Проведено сопоставление с известными литературными данными. Оцениваемая погрешность полученных данных составила 2 - 4 %.

На примере н-гептана экспериментально изучается сжигание жидких углеводородов при их распылении струей перегретого водяного пара как перспективный способ эффективного и экологически безопасного сжигания. В исследовании используется горелочное устройство с принудительной подачей воздуха внутрь камеры газогенерации. Оно представляет собой модернизированную конструкцию атмосферного горелочного устройства с естественным притоком воздуха, исследованного авторами ранее, и позволяет получить дополнительную информацию о влиянии изменения коэффициента избытка воздуха внутри устройства на процесс сжигания жидкого топлива в присутствии перегретого водяного пара. На основе термопарных измерений, газового анализа промежуточных компонентов пламени, измерения полноты сгорания и вредных выбросов в конечных продуктах сгорания получены новые данные эколого-энергетических характеристик исследуемого горелочного устройства, проведено их сопоставление с показателями горелочного устройства с естественным притоком воздуха. Установлено, что образование монооксида углерода при сжигании гептана сокращается на 25 %, а образование оксидов азота - на 15 % при снижении коэффициента избытка воздуха в камере сгорания от 0,7 до 0,16. При этом для горелочного устройства с естественным притоком воздуха характерна более высокая температура пламени и меньшая длина факела. В то же время уровень выбросов СО и NO_x во всех режимах соответствует европейскому стандарту EN 267. Определено, что принудительно вводимый поток воздуха не оказывает заметного влияния на выделяемое тепло для исследуемых режимов, а теплота сгорания топлива во всех случаях близка к высшей теплоте сгорания гептана, что свидетельствует о высокой эффективности исследуемого способа сжигания.