Главная – Журналы – Поиск по журналам

Выполнено экспериментальное и численное исследование влияния пассивного возмущения от установленного ребра-вихрегенератора на теплообмен в пузырьковом течении в плоском канале. Измерения температуры стенки проводились с использованием инфракрасной камеры. Для описания динамики течения и тепломассопереноса в газовой и дисперсной фазах использовались нестационарные осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье - Стокса, записанные с учетом наличия полидисперсных пузырьков в рамках эйлерова подхода. Выполнено исследование влияния скорости потока, концентрации воздушных пузырьков и высоты ребра-вихрегенератора на теплоперенос в двухфазном газожидкостном потоке. Установлено, что тепловая картина отрывного двухфазного пузырькового течения за преградой при наличии пассивного возмущения существенно отличается от динамической. Результаты продемонстрировали увеличение теплопереноса в пузырьковом потоке за преградой. В работе проведено сравнение между полученными экспериментальными и численными данными по теплообмену в двухфазном пузырьковом турбулентном течении при наличии преграды, установленной на стенке канала, и показано удовлетворительное согласование по характеристикам конвективного теплообмена.

В работе поставлена задача расширения возможностей экспериментальных исследований газодинамики сверхзвуковых сильно разреженных струй с помощью использования новых диагностических средств определения энергетических параметров потока. Рассмотрены известные варианты измерений температуры в потоке разреженного газа. Приводится детальное описание выбранной методики и аппаратуры измерения поперечных профилей плотности (или интенсивности) молекулярного пучка и определения из них перпендикулярного скоростного отношения. На основании сопоставления большого массива полученных экспериментальных данных с известными результатами теоретических моделей подтверждена достоверность получаемой информации. Исследованы возможности и условия вычисления поступательной (перпендикулярной) температуры. Проанализированы погрешность и область достоверности получаемых результатов, влияние сопутствующих процессов скиммерного взаимодействия и проникновения в струю фонового газа на регистрируемые параметры, а также возможность расширения диапазона исследований с помощью выбранного метода.

Представлена численная модель для многофазных несмешивающихся течений в пористых средах, основанная на методе решеточного уравнения Больцмана (LBM) с использованием цветового градиента. В работе реализован алгоритм задания произвольных углов смачивания на границах раздела фаз с твердой поверхностью. Проведена верификация модели по закону Лапласа и геометрии жидкой линзы для двух- и трехфазных систем. Численное моделирование, примененное к экспериментам по вытеснению нефти в цифровой модели керна, полученной по данным микрокомпьютерной томографии, позволило получить физически корректное распределение насыщенности, включая эффекты капиллярного запирания и каналов прорыва. Разработанный подход может быть использован для анализа и оптимизации процессов нефтедобычи, исследования остаточной насыщенности и хранения углекислого газа в геологических резервуарах.

С помощью метода просвечивания образцов узким пучком гамма-излучения исследовано расслоение в расплавах системы Li-K-Pb в интервале температур 941 - 1187 K. Показано, что добавка 28.6 ат. % Pb к жидкой системе Li-K недостаточна для выхода из области несмешиваемости, границы которой остаются неизвестными. Изучены профили линейного коэффициента ослабления гамма-излучения в жидких сплавах Li₄KPb₂ и Li₁₆K₃Pb₇ при двух температурах. Показано, что в процессе охлаждения гомогенные расплавы Li₄KPb₂ и Li₁₆K₃Pb₇ достигают области несмешиваемости при температурах около 1045 и 1063 K соответственно.

Представлены результаты экспериментального исследования эффективности управления сверхзвуковым турбулентным пограничным слоем на плоской поверхности путем распределенного положительного массообмена воздуха через мелкоперфорированную стенку. Эксперименты выполнены при числе Маха 2 и единичном числе Рейнольдса 12.5·10⁶ м^-1. Интенсивность массообмена варьировалась в пределах от 0 до 0.00941. Показано существенное влияние массообмена на коэффициент поверхностного трения, снижение которого в конце активной области управления достигает более 80 % в сравнении с базовым значением. Обнаружено, что при самопроизвольном массообмене, реализованном за счет естественного перепада между барометрическим давлением и статическим давлением в рабочей части аэродинамической трубы, можно также обеспечить существенное снижение коэффициента поверхностного трения вплоть до нулевого значения в конце области управления.

Представленная работа продолжает цикл исследований, посвященных методике определения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) термоанемометра постоянного сопротивления, основанной на воздействии кратковременного импульса непосредственно на чувствительный элемент датчика, моделирующего воздействие в виде дельта-функции. Импульс создается лазерным излучением. С помощью методики исследуется влияние на АЧХ прибора таких параметров, как разная настройка термоанемометра постоянного сопротивления, изменение скорости потока. Выработаны практические рекомендации по выбору интенсивности воздействия/мощности лазерного излучения для корректной оценки АЧХ. Показано практическое применение метода для сравнения спектров пульсаций в пограничном слое.

Статья посвящена численному моделированию совместного сжигания дизельного топлива и угольной пыли микропомола в малогабаритной печи с паромасляной горелкой. Представлена комплексная математическая модель, описывающая процессы тепломассообмена в горелочном и топочном устройствах: испарение дизельного топлива под воздействием паровой струи, турбулентное горение испарившегося дизельного топлива, выгорание угольных частиц. Выполненное моделирование показало, что существующая камера сгорания с паромасляной горелкой позволяет сжигать угольную пыль микропомола и стабильно работает в широком диапазоне расходов угольной пыли. Полученные результаты численного моделирования могут быть использованы при проектировании новых малогабаритных топочных устройств для факельного сжигания угольной пыли.

Проведена видеосъёмка процесса кипения на бифильной медной поверхности с массивами гидрофобных каверн размером порядка 100 мкм и шагом 780 мкм. Определены диаметры отрыва и частоты для пузырей в зависимости от теплового потока, установлены скорости их всплытия в зависимости от диаметра. Зависимость диаметров от теплового потока сравнивалась с теоретическими зависимостями и с данными других авторов. Показано, что распространенные зависимости не учитывают параметры, важные для кипения на бифильных поверхностях с неоднородностями в виде углублений (каверн) и плохо подходят для описания динамики пузырей на них.

Представлены результаты экспериментального исследования влияния механического вибровоздействия на теплообмен и динамику парообразования при пузырьковом кипении насыщенной воды в диапазоне давлений 10 - 101.3 кПа. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности теплообмена в энергетических и теплотехнических системах, работающих в условиях пониженного давления и внешних механических воздействий. Несмотря на наличие большого числа работ, посвященных кипению при атмосферном давлении, влияние вибраций при пониженных давлениях остается недостаточно изученным. В настоящей работе показано, что наложение вибрации приводит к более раннему началу кипения, снижению перегрева нагревающей поверхности и увеличению теплового потока при фиксированном перегреве. Наиболее выраженный эффект наблюдается при пониженных давлениях, тогда как при атмосферном давлении влияние вибрации ослабевает и проявляется преимущественно в области начального пузырькового кипения. Анализ видеоданных показал, что вибровоздействие приводит к уменьшению отрывного диаметра пузырей, росту частоты их отрыва и увеличению плотности активных центров парообразования, особенно при низких давлениях. Полученные результаты подтверждают, что механические вибрации являются эффективным активным методом управления процессами кипения и могут быть использованы при разработке и оптимизации теплотехнических систем, работающих в широком диапазоне давлений.

Работа посвящена экспериментальному исследованию толщины пленки воды, увлекаемой турбулентным потоком газа в плоском мини-канале. Установлено, что переход от макро- к мини-каналам может приводить к значительному уменьшению толщины пленки при сопоставимых параметрах. Модифицирована существующая модель для оценки средней толщины пленки жидкости в условиях турбулентного газожидкостного пленочного течения в плоском мини-канале.