Главная – Журналы – Поиск по журналам

Приводятся результаты экспериментальных исследований локальных характеристик теплоотдачи от свинцового теплоносителя к поверхности охлаждаемой трубы в кольцевом зазоре при контроле и изменении содержания примеси кислорода в диапазоне условий энергетических контуров с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Цель работы ¾ получение обоснованных расчетных формул для инженерных расчетов поверхностей теплообмена. Исследования проводились при температуре свинца 400- 500 ° С, средней скорости теплоносителя 0,1- 1,5 м/с, диапазоне чисел Прандтля 0,0123- 0,0211 и чисел Пекле 500- 7000. Величина теплового потока изменялась в диапазоне 50- 160 кВт/м². Управляемо изменяемое содержание примеси кислорода изменялось от величины термодинамической активности кислорода от 10- ^5- 10⁰ до насыщения и выше, с образованием отложений оксида свинца вблизи теплопередающей поверхности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Исаченко, В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача / Уч. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. ¾ М.: Энергоатомиздат, 1981. ¾ 416 с.
2. Кириллов, П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы) / Под ред Кириллова П.Л. ¾ 2-е изд. ¾ М.: Энергоатомиздат, 1990. ¾ 360с.
3. Рассохин, Н.Г. Парогенераторные установки атомных электростанций. ¾ М.: Атомиздат, 1980. ¾ 384 с.
4. Субботин, В.И., Минашин В.Е., Денискин Е.И. Теплообмен при поперечном обтекании пучков труб // Теплофизика высоких температур. ¾ 1963. ¾ Т. 1, № 2. ¾ С. 238- 246.
5. Боришанский В.М., Андриевский А.А., Жилкина В.Б., Шнейдерман Л.Л. Теплоотдача при поперечном обтекании пучков труб жидким металлом / Под ред. Боришанского В.М., Кутателадзе С.С., Лельчука В.Л., Новикова И.И. // Жидкие металлы. ¾ М.: Госатомиздат, 1963. ¾ С. 183.
6. Андриевский А.А. Теплоотдача к одиночной трубе в поперечном потоке с малым числом Прандтля // Инженерно-физический журнал. ¾ 1959. ¾ Т. 2. ¾ С. 46- 51.
7. Андриевский А.А. Теплоотдача при поперечном обтекании цилиндра расплавленным натрием // Атомная энергия. ¾ 1959. ¾ Т. 7, вып. 3. ¾ С. 254- 256.
8. Юрьев Ю.С., Ефанов А.Д. Коэффициент теплоотдачи при косом обтекании пучка твэлов и труб // Атомная энергия. ¾ 1959. ¾ Т. 59, вып. 1. ¾ С. 66- 67.
9. Безносов А.В., Молодцов А.А., Семенов А.В. и др. Теплоотдача от свинцового теплоносителя к продольно обтекаемой трубе // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. ¾ 2006. ¾ Вып. 3. ¾ С. 83- 90.

Проведено экспериментальное исследование химических превращений при неполном окислении метана в среде воздуха, при активировании реакции на стенках кольцевого микроканала. Неполное окисление метана проведено на родиевом катализаторе, нанесенном на внутреннюю стенку канала. Для различных температур реактора и различных времен пребывания измерены концентрации продуктов химических превращений в выходной смеси газов. Определен диапазон температур стенок канала и времен пребывания смеси, при которых доля водорода и окиси углерода в выходной смеси существенно возрастает, что указывает на переход от преимущественного горения метана к каскадным химическим превращениям с активированием реакций паровой и углекислотной конверсии метана. Показано, что кинетическая модель химических превращений метана в среде воздуха существенно зависит от температуры стенок канала и времени пребывания смеси. Определена роль внешнего диффузионного торможения на скорость химических превращений при неполном окислении метана в стесненных условиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Obot N.T. Toward a better understanding of friction and heat/mass transfer in microchannels ¾ A literature review // Microscale Thermophys Engin. ¾ 2002. ¾ Vol. 6, Nо. 3. ¾ P. 155- 173.
2. Kolb G., Hessel V. Micro-structured reactor for gas phase reaction // Chem. Engin. J. ¾ 2004. ¾ Vol. 98. ¾ P. 1- 38.
3. Kusakabe R, Morooka S., Maeda H. Development of a Microchannel Catalytic Reactor System // Korean J. Chem. Engin. ¾ 2001. ¾ Vol. 18, No. 3. ¾ P. 271- 276.
4. Hickman D.A., Haupfear E.A., Schmidt L.D. Sinthesis gas formation by the direct oxidation of methane over Rh monoliths // Catalysis Letters. ¾ 1993. ¾ Vol. 17. ¾ P. 223- 237.
5. Hickman D.A., Schmidt L.D. Steps in CH4 oxidation on Pt and Rh surfaces: high-temperature reactor simulation //AIChE J. ¾ 1993. ¾ Vol. 39. ¾ P. 1164- 1177.
6. Adams M.T., Abdel-Khalik S.I., Jeter S.M., Qureshi Z.H. An experimental investigation of single-phase forced convection in microchannels // Inter. J. Heat Mass Transfer. ¾ 1998. ¾ Vol. 41, No. 6-7. ¾ P. 851- 857.
7. van Male P., de Croon M.H.J.M., Tiggelaar R.M., van den Berg A., Schouten J.C. Heat and mass transfer in a square microchannel with asymmetric heating // Inter. J Heat Mass Transfer. ¾ 2004. ¾ Vol. 47, No. 1. ¾ P. 87- 99.
8. Павлова С.Н., Садыков В.А. и др. Селективное окисление метана в синтез- газ при малых временах контакта на блочных катализаторах // Катализ в промышленности. Спецвыпуск. ¾ 2004. ¾ С. 12- 18.
9. Садыков В.А., Павлова С.Н. и др. Селективное окисление углеводородов в синтез- газ при малых временах контакта: дизайн блочных катализаторов и основные параметры процессов // Кинетика и катализ. ¾ 2005. ¾ Т. 46, № 2. ¾ С. 243- 268.
10. Hayes R.E., Kolaczkowski S.T. Mass and heat transfer effects in catalytic monolith reactors // Chem. Engin. Sci. ¾ 1994. ¾ Vol. 49. ¾ P. 3587- 3599.
11. Lee J.H., Trimm D.L. Catalytic combustion of methane // Fuel Process Technology. ¾ 1995. ¾ Vol. 42. ¾ 339 p.
12. Ribeiro F.H., Chow M.J., Dalla Batta R.A. Kinetics of the complete oxidation of methane over supported palladium catalysts // J. Catalysis. ¾ 1994. ¾ Vol. 146. ¾ 537 p.
13. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент / Спр. под ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. ¾ Кн. 2. ¾ М.: Энергоиздат, 1988. ¾ 559 c.
14. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. ¾ М.: Наука, 1972 г. ¾ 720 с.
15. Wolf D., Hohenberger M., Baerns M. External Mass and Heat Transfer Limitations of the Partial Oxidation of Methane over a Pt/MgO Catalyst – Consequences for Adiabatic Reactor Operation // Inter. Engin. Chem. Res. ¾ 1997. ¾ Vol. 36, No. 8. ¾ P. 3345- 3352.

Представлены результаты экспериментальных исследований по низкочастотной акустике газожидкостных пузырьковых сред, направленных на проверку теории резонансной дисперсии звука нового типа. Кроме хорошо известной высокочастотной дисперсии звука в газожидкостных средах, связанной с резонансом объемных осцилляций пузырьков и, соответственно, с резонансной сжимаемостью, согласно теории, должна существовать низкочастотная резонансная дисперсия звука, обусловленная резонансом связанных сфероидально-поступательных колебаний пузырьков и, соответственно, резонансом эффективной динамической плотности среды. Показано, что экспериментальные данные по скорости и коэффициенту затухания звука в пузырьковых средах подтверждают существование резонансной дисперсии, обусловленной связанными поступательно-деформационными колебаниями пузырьков.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Fedotovsky V.S., Vereshchagina T.N., Terenik L.V. On vibrations of tubes filled with a bubbly medium // Actual problems of aviation and aerospace systems: processes, models, experiment. ¾ 2004. ¾ Vol. 9, No. 2. ¾ P. 84- 103.
2. Fedotovsky V.S., Vereshchagina T.N., Terenik L.V. Dynamics of bubble media under vibration // Proc. of 3rd Int. Symp. on two-phase flow modeling and experimentation. ¾ Pisa, 2004. ¾ P. ven35 (СD) ¾ 7 р.
3. Ламб Г. Гидродинамика. ¾ М.:-Л.: Гостехиздат, 1947. ¾ 928 с.
4. Silberman E. Sound velocity and attenuation in bubbly mixtures measured in standing wave tubes // J. Acoust. Soc. Am. ¾ 1957. ¾ No. 29. ¾ P. 925- 933.
5. Crum L.A., Prosperetti A. Nonlinear oscillations of gas bubbles in liquids: An interpretation of some experimental results // J. Acoustical Society America. ¾ 1983. ¾ Vol. 73, No. 1. ¾ P.122- 128.
6. Devin C. Jr. Servey of thermal,radiation and viscous damping of pulsating bubbles in water // J. Acoustical Society America. ¾ 1959. ¾ Vol. 31, No.12. ¾ P. 1654- 1667.

Рассмотрены стационарные режимы работы торцевых трубчатых электродов. Дано объяснение образования катодных и анодных струй, являющихся причиной резкого повышения эрозии электродов при увеличении тока дуги. Рассмотрены возможные пути увеличения ресурса непрерывной работы трубчатых электродов. На основании анализа теплофизического взаимодействия пятна дуги с поверхностью электрода показано, как сделать выбор оптимального металла для его изготовления.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жуков М.Ф., Коротеев А.С., Урюков Б.А. Прикладная динамика термической плазмы. ¾ Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1975. ¾ 179 с.
2. Колонина Л.И., Смоляков В.Я. Вращательное движение приэлектронных участков и особенностей расположения столба дуги в плазмотроне с вихревой газовой стабилизацией // ПМТФ. ¾ 1965. ¾ № 3. ¾ С. 80- 84.
3. Жуков М.Ф., Засыпкин И.М., Михайлов Б.И. и др. Электродуговые генераторы термической плазмы. ¾ Новосибирск: Наука. Сиб. предпр. РАН, 1999. ¾ 712 с. ¾ (Низкотемпературная плазма. Т. 17).
4. Жуков М.Ф., Смоляков В.Я, Урюков Б.А. Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны). ¾ М.: Наука. 1973. ¾ 233 с.
5. Карелоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. ¾ М.: Наука. 1964. ¾ 488 с.
6. Калашников С.Г. Электричество. ¾ М.: Наука. 1964. ¾ 667 с.
7. Роуз Д.Дж., Кларк М. Физика плазмы и управляемые термоядерные реакции. ¾ М.: Госатомиздат. 1963. ¾ 488 с.
8. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. ¾ М., Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”. ¾ 2000. ¾ 576 с.
9. Третьяков А.В., Трофимов Г.К., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. ¾ М.: Металлургия. 1964. ¾ С. 315.
10. Михайлов Б.И. Нестационарное воздействие перемещающегося пятна дуги на температуру электрода // Теплофизика высоких температур. ¾ 1985. ¾ Т. 23, № 5. ¾ С. 1000- 1003.
11. Басин А.С., Игнатьева О.С., Попов В.Н. Моделирование температурных полей в трубчатом электроде плазмотрона от нестационарного воздействия пятна дуги // Теплофизика и аэромеханика. ¾ 1998. ¾ Т. 5, № 4. ¾ С. 583- 592.
12. Аньшаков А.С., Тимошевский А.Н., Урбах Э.К. Эрозия медного цилиндрического катода в воздушной среде // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. ¾ 1988. ¾ Вып. 2, № 7. ¾ С. 65- 68.
13. Жуков М.Ф., Тимошевский А.Н., Михайлов Б.И. и др. Плазмотроны. Исследования. Проблемы.¾ Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1995. ¾ 204 с.
14. Болановский Б. Некоторые вопросы импульсной модели прикатодной зоны электрической дуги // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. ¾ 1979. ¾ Вып. 2, № 8. ¾ С. 25- 30.
15. Раховский В.И. Эрозия электродов в контрагированном разряде // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. ¾ 1975. ¾ Вып. 1, № 3. ¾ С. 11- 27.
16. Золотых Б.Н. Физические основы электродуговой обработки металлов. ¾ М.: ГИТТЛ. ¾ 1953. ¾ 108 с.
17. Аньшаков А.С., Урбах Э.К., Урбах А.Э., Фалеев В.А., Чередниченко М.В., Шелест М.А. Влияние уступа в выходном электроде на эффективность работы двухкамерного плазмотрона // Теплофизика и аэромеханика. ¾ 2006. ¾ Т. 13, № 3. ¾ С. 493- 500.
18. Пат. РФ № 1641179. Способ управления перемещением пятна дуги на внутренней поверхности цилиндрического электрода электродугового плазмотрона. Михайлов Б.И., Иохимович Я.Б., Балудин А.В. // Опубл. в БИ, 1995, № 36.
19. Пат. РФ № 1503673. МКИ Н 01 С 10/02 Установка для электродугового подогрева газа / Михайлов Б.И., Иохимович Я.Б., Балудин А.В. // БИ, 1995, № 36.
20. Иохимович Я.Б., Михайлов Б.И. Эрозия электродов в водяной плазме // Х Всесоюз. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы: Тез. докл. Ч. 1. ¾ Минск, 1986. ¾ С. 111- 112.
21. Дандарон Г.-Н.Б., Урбах Э.К., Мишне И.И. Эрозия анода в плазмотронах с осевой подачей газа // Тезисы докл. IX Всесоюз. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы. ¾ Фрунзе: Илим, 1983. ¾ С. 180- 181.
22. Каринский В.Н., Куцын В.И. Сильноточный генератор плазмы инертных газов. // Тезисы ХI Всесоюз. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы. Ч. 1. ¾ Новосибирск, 1989. ¾ С. 26- 27.

Используя в качестве модельного газа метан, проведены экспериментальные исследования плазменной электропечи переменного тока с графитовыми электродами. Показана ее перспективность для получения водорода и мелкодисперсной сажи. Установлено, что для практически полного разложения метана достаточно, чтобы температура стенки реактора составляла 1150- 1200 ° С. Показано, что удельная эрозия графитовых электродов составляет примерно 5× 10- ⁹ кг/Кл при средней плотности тока 32 А/см².
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сурис А.Л. Термодинамика высокотемпературных процессов: Справочник. ¾ М.: Металлургия, 1985. ¾ 568 c.
2. Свенчанский А.Д., Смелянский М.Я. Электрические промышленные печи. Ч. 2. Дуговые печи: Учебное пособие для вузов. ¾ М.: Энергия, 1970. ¾ 264 с.
3. Фридлянд М.Г., Немчинский В.А. К теории катода, постоянно возобновляющегося из углеродсодержащей атмосферы дуги // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. ¾ 1987. ¾ № 13, вып. 3. ¾ С. 52- 58.

Проведено исследование конверсии углей разной степени метаморфизма в сверхкритической воде (СКВ) в изохорических условиях при температурах 380- 800 ° С. При конверсии в СКВ добавлялась муравьиная кислота, увеличивающая гидрирующие свойства медиума. Результаты конверсии сравнены с результатами пиролиза при тех же температурах. Установлено, что степень конверсии в СКВ выше, чем при пиролизе, примерно на 10- 15 %. Добавка муравьиной кислоты увеличивает степень конверсии. В результате обработки в СКВ практически не выделяется жидких органических веществ. В то же время, в результате растворения органической массы углей в смеси СКВ и муравьиной кислоты наблюдается образование агломератов, прочность которых соизмерима с прочностью кускового угля.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Hugh M.A., Krukonis V.J. Supercritical Fluid Extraction: Principles and Practice. ¾ Boston, 1994. ¾ 321 р.
2. Yesodharan S. Supercritical water oxidation: an environmentally safe method for the disposal of organic wastes // Current Science, 2002. ¾ Vol. 82, No. 9. ¾ Р. 1101- 1102.
3. Snape S.E., Ladner W.R., Bartle K. D. Co-lignefaction of coal and cellulose in supercritical water // Fuel. ¾ 1985. ¾ Vol. 64, No. 10. ¾ 1394 p.
4. Востриков А.А., Дубов Д.Ю., Псаров С.А. Пиролиз эйкозана в сверхкритической воде // Известия АН. Сер. хим. наук, 2001. ¾ № 8. ¾ С. 1406- 1408.
5. Tester J.W., Holgate H.R., Armellini F.J., Webley P.A., Hong G.T., Barner H.E. Supercritical Water
Oxidation Jechnology. Emerging Jechnologies in Hazardons Waster Management III // ACS Symposium Series, 518. ¾ 1993. ¾ P. 35- 76.
6. Tedder D.W., Pohland F.G. Explosives in Process Water Oxidation // American Chemical Society, Washington, DC. ¾ 1993. ¾ 35 p.
7. Востриков А.А., Дубов Д.Ю., Псаров С.А. Окисление нафталина в сверхкритической воде // Изв. АН Сер. хим. наук. ¾ 2001. ¾ № 8. ¾ С. 1406- 1408.
8. Востриков А.А., Дубов Д.Ю., Псаров С.А. Газификация тяжелых нефтяных остатков в сверхкритической воде // Химия нефти и газа, Т. 2. ¾ Томск: STT, 2000. ¾ С. 511- 515.
9. Adschiri T., Sato T., Shibuichi H., et al. Extraction of Jaiheiyo coal with supercritical water-phenol mixtures // Fuel. ¾ 2000. ¾ Vol. 79. ¾ P. 243- 248.
10. Aida T. M, Sato T., Sekiguchi G., et al. Extraction of Jaiheiyo coal with supercritical water-HCOOH mixtures // Fuel. ¾ 2002. ¾ Vol. 81. ¾ P. 1453- 1461.
11. Химия и переработка угля / Под ред. В.Г. Липовича. ¾ М.: Химия, 1988. ¾ 336 с.

Разработана методика оптимального управления динамическими процессами в паровом котле на основе нелинейного математического программирования и проведена ее программная реализация. Представлено сравнение регулирования динамического процесса изменения нагрузки котла ТП-81 на основе данной методики и при использовании обычных пропорционально-интегрально-дифференциальных регуляторов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Автоматическое управление теплоэнергетическими установками электростанций (техническая кибернетика в теплоэнергетике). ¾ М.: Энергия, 1968. ¾ 80 с.
2. Шишмарев В.Ю. Автоматика / Учебник для сред. проф. образования. ¾ М.: Издательский центр “Академия”, 2005. ¾ 288 с.
3. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. ¾ М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1981. ¾ 488 с.
4. Моисеев Н.Н. Элементы теории оптимальных систем. ¾ М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1975. ¾ 528 с.
5. Мейкляр М.В. Современные котельные агрегаты ТКЗ / 3-е изд., перераб. и доп. ¾ М.: Энергия, 1978. ¾ 223 с.
6. Клер А. М., Деканова Н. П., Скрипкин С. К. и др. Математическое моделирование и оптимизация в задачах оперативного управления тепловыми электростанциями. ¾ Новосибирск: Наука. СИФ РАН, 1997. ¾ 120 с.
7. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод./ Под ред. Н.В. Кузнецова. ¾ М.: Энергия, 1973. ¾ 296 с.
8. Гидравлический расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. ¾ М.: Энергия, 1978. ¾ 255 с.
9. Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод / Под ред. С.И. Молчана. ¾ Л.: Энергия, 1977. ¾ 256 с.

Кратко прослежены жизненные и творческие пути отечественных пионеров ракетной техники Ф.А. Цандера и Ю.В. Кондратюка (А.И. Шаргея), внесших заметный вклад в становление космонавтики и развитие ракетной техники. Рассмотрены основные идеи и предложения этих талантливых ученых и изобретателей, связанные с ракетно-космической техникой и нашедшие применение при освоении космического пространства.

В работе рассматривается адиабатическое испарение различных жидкостей в паровоздушную смесь и чистый перегретый пар. Основное внимание уделено определению температуры инверсии, при которой интенсивность испарения жидкости в паровоздушную смесь (или в перегретый пар) равна интенсивности испарения в сухой воздух. Получены простые аналитические соотношения для определения температуры инверсии и найдены необходимые условия существования данного явления. Проанализировано влияние параметров набегающего потока: паросодержания, давления, режима течения на значение температуры инверсии. Показано, что при определении температуры инверсии для этанола, ацетона и бензола необходимо учитывать влияние поперечного потока вещества на относительную функцию теплообмена. Для оценки точности расчетов по предложенным зависимостям проведено сопоставление с результатами численного моделирования.

Экспериментально исследованы переходные процессы с образованием сухих пятен и развитием кризиса осушения при ступенчатом и квазистационарном законах тепловыделения на тонкостенном нагревателе, охлаждаемом стекающей пленкой криогенной жидкости. Показано, что при малых значениях плотности теплового потока распад ламинарно-волновой пленки жидкости происходит с возникновением самоорганизующейся системы метастабильных регулярных структур с кипящими струями жидкости и крупномасштабными сухими зонами между ними. Проведен численный эксперимент, моделирующий процесс повторного смачивания перегретой поверхности, осушенной при импульсном тепловыделении. Впервые обнаружено, что локальные скорости движения разных областей двумерного фронта смачивания существенно различаются. Достоверность результатов, полученных численными методами, подтверждена прямым сравнением с экспериментальными данными.