Представлены результаты экспериментального исследования спектральных характеристик неустойчивого течения в слое смешения сверхзвуковых осесимметричных недорасширенных струй с числом Маха Ma = 1. Потеря устойчивости течения связана с образованием в слое смешения струй возмущений в форме продольных вихревых структур типа вихрей Тейлора–Гертлера. Вследствие этого в слое смешения устанавливается азимутальная стационарная неравномерность распределения полного давления. В результате Фурье-преобразования азимутальных разверток неравномерности распределения давления получены амплитудно-волновые спектры. Анализ спектральных характеристик позволил определить продольный коэффициент нарастания амплитуды возмущений (инкремент) и зависимость инкремента от волновых чисел и степени нерасчетности истечения струй. Определен диапазон волновых чисел, при которых нарастает амплитуда продольных вихревых структур.
В.И. Терехов, Н.Е. Шишкин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН terekhov@itp.nsc.ru, shishkin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: теплообмен, бинарные смеси, адиабатическое испарение, сфера
Страницы: 253-259
Представлены результаты измерения температуры пористой поверхности сферы, через которую подавалась испаряющаяся бинарная смесь жидкостей. В экспериментах использовались водные растворы этилового и метилового спирта и ацетона. Концентрации компонентов смеси изменялись в максимально возможных пределах XL = 0−1, а температура обтекающего сухого воздуха t0 = 15−300 °C. В работе установлено сильное влияние состава смесей на температуру адиабатического испарения. Определяющую роль в процессе тепломассопереноса при этом играет и температура воздуха. Получена экспериментальная корреляция, обобщающая данные по температуре адиабатического испарения в широком диапазоне концентраций компонентов и температур для изученных в опытах бинарных смесей жидкостей.
На основе численного моделирования проведено исследование влияния дополнительной инжекции жидкости в классификатор на характеристики процесса разделения частиц. Показано, что увеличение скорости инжектируемой воды ведет к увеличению как зерна разделения, так и минимального значения функции сепарации. Изменение размера сопла инжектора при фиксированной скорости
инжектируемой воды меняет лишь минимальное значения функции сепарации, оставляя неизменным зерно разделения.
Экспериментально изучены волновые процессы в химически активных многокомпонентных средах жидкость−пузырьки газа−капли жидкости. Установлено существование детонационных волн в многокомпонентных (пузырьково-капельных) средах. Структура волн детонации в пузырьково-капельных и пузырьковых средах качественно идентична: детонационные волны представляют собой уединенные волны с пульсационным профилем, давление за которыми близко по величине к давлению в невозмущенной среде. Скорость распространения детонационных волн в пузырьковых и пузырьково-капельных средах падает с увеличением концентрации газовой фазы среды и с уменьшением вязкости несущей жидкости. Присутствие капель жидкости снижает скорость волны детонации по сравнению с пузырьковой средой, не содержащей капель жидкости. Распространение детонационных волн в многокомпонентных средах вызывает дробление пузырьков газа, а также дробление отдельных капель жидкости.
А.В. Багинский, А.С. Шипицына
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН gamma@itp.nsc.ru
Ключевые слова: теплопроводность, температуропроводность, R134a, жид-кое состояние, метод высокочастотных тепловых волн
Страницы: 283-290
Методом высокочастотных тепловых волн исследована теплопроводность и температуропроводность озонобезопасного фреона R134а в области жидкого состояния в интервале температур 295,9−354,9 K и давлений от линии равновесия жидкость−пар до 4,08 МПа. Оцениваемые величины погрешностей измерений температуры, давления, теплопроводности и температуропроводности составляют соответственно 0,1 K, 3 кПа, 1,5 и 2,5 %. Рассчитаны значения теплопроводности и температуропроводности жидкой фазы R134а на линии кипения. Получены аппроксимационные зависимости для теплопроводности и температуропроводности во всем исследованном интервале температур и давлений, а также на линии кипения.
Б.Р. Абайдуллин
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН cyberincorp@mail.ru
Ключевые слова: диссипативный источник, структурно-вязкая жидкость, критические режимы теплообмена, энергия активации химической реакции
Страницы: 291-297
Исследуются критические режимы теплообмена при ламинарном установившемся течении псевдопластичной жидкости на начальном участке коаксиального канала, с учетом как диссипативного, так и химического источников в представлении Аррениуса [5] в условиях незначительного изменения концентраций реагирующих веществ.
Рассматривается одномерный нагрев слоя серой полупрозрачной среды внешним источником излучения и конвекцией. Границы образца отражают, поглощают (излучают) и пропускают излучение. Показано, что динамика нагрева и характер температурных полей существенно зависят от оптических параметров границ.
А.Д. Рычков1,2 1 Институт вычислительных технологий СО РАН 2 Новосибирский государственный университет rych@ict.nsc.ru
Ключевые слова: численное моделирование, горение газов, двухфазные турбулентные течения, тушение пожаров
Страницы: 307-318
Моделируется работа импульсной аэрозольной системы пожаротушения, предназначенной для тушения пожаров на нефтехранилищах и на разливах нефтепродуктов, пары от которой моделировались газообразным метаном. Система представляет собой устройство раздельного снаряжения, состоящее из заряда унитарного твердого топлива (газогенератора) и контейнера с мелкодисперсным
порошком пламегасящего вещества. Горение метана описывалось одностадийной брутто-реакцией, влияние концентрации паров порошка пламегасящего вещества на процесс горения учитывалось через уменьшение предэкспоненциального множителя в законе Аррениуса и описывалось эмпирической зависимостью.
А.Ф. Латыпов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
typov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: эксергия, диаграмма, прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД), условие подвода тепла, импульсно-периодический подвод энергии
Страницы: 319-330
Выполнен эксергетический анализ возможных режимов подвода энергии в воздушный поток в канале прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Для канала переменной площади сечения получено условие подвода заданного количества тепла в сверхзвуковой поток и условие перехода потока через скорость звука. Выполнен анализ течения в модельном канале прямоточного воздушно-реактивного двигателя при импульсно-периодическом подводе энергии. Для наглядного отображения возможных схем подвода тепла в таком канале предложена диаграмма в координатах температура-эксергия. Предложена конфигурация канала, в котором подвод тепла к сверхзвуковому потоку осуществляется с учетом ограничения статической температуры газа.
Изложены основополагающие принципы комплексного эксергетического анализа новых котельных технологий в составе энергоблоков ТЭС. Приведены результаты анализа.