Выполнено экспериментальное и численное исследование структуры газокапельной полидисперсной струи. Эксперименты проведены с применением методов Particle Image Velocimetry/ Particle Tracking Velocimetry/Interferometric Particle Imaging, которые позволили выполнить одновременные измерения параметров осредненных и пульсационных скоростей несущей и дисперсной фаз. Турбулентность газовой фазы рассчитывалась с использованием модели переноса рейнольдсовых напряжений. Экспериментально и численно показана существенная неизотропность пульсаций скорости частиц как по длине, так и по сечению газокапельной струи. Наблюдается сильная зависимость аксиальных пульсаций скоростей дисперсной фазы от ее размера.
Представлены результаты лабораторных исследований и численного моделирования трехмерного отрывного течения за поперечным полуцилиндрическим выступом в канале на ламинарном и переходном к турбулентному режимах течения. Получены данные о динамике структуры течения и эволюции крупномасштабных вихревых структур, формирующихся в следе за препятствием.
Ю.Я. Трифонов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск trifonov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: вязкое течение пленок, нелинейные волны, спутное и противоточное течение, захлебывание
Страницы: 335-353
Проведен теоретический анализ волнового стекания вязкой пленки жидкости при наличии турбулентного газового потока. В широком диапазоне чисел Рейнольдса жидкости и скорости газа рассчитаны двухмерные стационарно бегущие волны. Гидродинамика жидкости рассчитана на основе полных уравнений Навье-Стокса. Волновая поверхность раздела рассматривается как малое возмущение и уравнения в газе линеаризуются около основного турбулентного течения. Начиная с ветвления от плоскопараллельного течения найдены различные оптимальные режимы стекания и проведено детальное сравнение основных волновых характеристик при наличии спутного/противоточного течения газа. Показано, что при больших скоростях спутного газового потока рассчитанные волны соответствуют волнам ряби, наблюдаемым в экспериментах.
В.Ш. Шагапов1, Б.И. Тазетдинов2 1Институт механики Уфимского научного центра РАН, Уфа shagapov@rambler.ru 2Бирский филиал Башкирского государственного университета, Бирск bulatbirsk@yandex.ru
Ключевые слова: всплытие газогидратной частицы, образование газогидратов, разложение гидратной частицы
Страницы: 355-364
В работе изучен процесс всплытия газогидратной частицы в жидкости. Выделены характерные глубины, на которых всплытие сопровождается образованием гидрата или происходит без изменений гидратной частицы, а также малые глубины, где всплытие сопровождается разложением гидратной частицы. Принято, что интенсивность образования гидрата лимитируется отводом тепла от межфазной поверхности окружающей жидкостью. Для этапа разложения гидрата полагаем, что его интенсивность определяется эффектами теплопроводности гидратной частицы и конвективным теплообменом с окружающей частицу водой. При этом температура поверхности гидратной частицы равна температуре фазовых переходов для давления воды. Проведен сравнительный анализ влияния эффектов теплопроводности и конвективного теплообмена с жидкостью на интенсивность разложения гидратной частицы при ее различных начальных радиусах.
Р.Н. Абдуллаев1, Р.А. Хайрулин2, С.В. Станкус2 1Новосибирский государственный университет, Новосибирск 2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск stankus@itp.nsc.ru
Ключевые слова: диффузия, расплав, система калий-свинец, гамма-метод
Страницы: 365-372
Методом просвечивания образцов узким пучком гамма-излучения исследована взаимная диффузия в расплавах системы калий-свинец, содержащих 30, 40, 50, 66,7 и 84,4 ат. % Pb, при температурах от 550 до 970 K. Установлено, что концентрационная зависимость коэффициента взаимной диффузии имеет максимум в области 40-50 ат. % Pb. Показано, что эта особенность связана с тенденцией к образованию ионных комплексов K 4Pb 4 в жидких сплавах.
Предложена математическая модель процесса модифицирования поверхностного слоя металла тугоплавкими наноразмерными частицами с помощью импульсного лазерного излучения, в которой учитывается зависимость поверхностного натяжения от наличия поверхностно-активного вещества в расплаве. Проведено численное моделирование, по результатам которого оценены влияние поверхностно-активной примеси на характер формирующихся течений, распределение частиц модифицирующего вещества в металле и процесс кристаллизации расплава.
Анализируются механизмы гидродинамики и массопереноса в крыльчатках Раштона и CD–6 в широком диапазоне (0,0075–0,25 м/с) приведенной скорости газа в газожидкостном биореакторе путем применения вычислительной гидродинамики. Найдено, что осредненная по объему величина скорости и скорость диссипации возрастают с увеличением поверхностной скорости газа. Расчеты дают более высокую относительную силовую тягу в случае крыльчатки CD–6, чем в случае крыльчатки Раштона, но заметного различия в осредненном по объему коэффициенте массопереноса для обоих типов крыльчаток не наблюдается. Найдено, что отношение силовой тяги к коэффициенту массопереноса выше для крыльчатки CD–6 (на 25–50 %), чем для крыльчатки Раштона.
В работе дана оценка эффективности согласованного решения задачи оптимизации параметров циклов газотурбинной и парогазовой установок и задачи оптимизации параметров проточной части турбины в одной общей комплексной задаче. Приведены результаты сравнения оптимизаций парогазовой установки при согласованной и раздельной оптимизациях, когда в начале оптимизируется газовая турбина, а потом паровая часть парогазовой установки. Результаты сравнения приведены в виде экономических показателей, показателей энергетической эффективности и удельных стоимостей. Используемые в работе модели расчета проточной части позволяют учитывать влияние жаропрочности сплавов, из которых изготовлены сопловые и рабочие лопатки ступеней газовой турбины, на экономическую и энергетическую эффективность.
С.В. Алексеенко1,2, И.С. Ануфриев1, М.С. Вигриянов1, В.М. Дулин1, Е.П. Копьев1,2, О.В. Шарыпов1,2 1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск anufriev@itp.nsc.ru 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск
Ключевые слова: сажепаровый режим горения жидких углеводородов, горелочное устройство, анемометрия
Страницы: 411-414 Подраздел: КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
В оригинальном горелочном устройстве в лабораторных условиях реализован сажепаровый режим сжигания дизельного топлива. Данный режим обеспечивает резкую интенсификацию горения жидких углеводородов за счет подачи в зону горения струи перегретого водяного пара. На основе метода цифровой трассерной визуализации исследовано поле скорости в факеле горелочного устройства. Успешно апробирован способ засева высокотемпературного реагирующего потока трассерами ¾ микроскопическими частицами оксида кремния, образующимися в факеле при добавлении силиконового масла в жидкое топливо.
В.В. Замащиков1, А.А. Коржавин1, Е.А. Чиннов2,3 1Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, Новосибирск 2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск chinnov@itp.nsc.ru 3Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет
Ключевые слова: горение, плоский канал, двухфазное течение, пленка жидкости
Страницы: 415-418
Выполнено экспериментальное исследование горения н-бутанола при течении двухфазного потока в прямоугольном канале высотой 4 мм. Проанализированы характеристики двухфазного течения в каналах с близкой конфигурацией и определены условия, при которых возможно распространение пламени в канале. Измерены зависимости скорости распространения пламени от скорости потока газовой смеси при различном содержании в ней кислорода.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
