Р. Буакказ1, К. Талби1, И. Хелил1, Ф. Салхи2, М. Уазизи1 1Университет Константин 1, Константин, Алжир r.bouakkaz@gmail.com 2Университет Мулу Маммери Тизи-Узу, Тизи-Узу, Алжир Belghar1@yahoo.fr
Ключевые слова: нестационарный режим, вращающийся круговой цилиндр, скорость вращения, число Нуссельта, вынужденная конвекция
Страницы: 89-99
Численно исследуется теплообмен при обтекании воздухом неограниченного нагретого вращающегося кругового цилиндра при различных скоростях вращения ( α = 0-6) в диапазоне чисел Рейнольдса 20-200. Численные расчеты выполнены методом конечного объема с использованием коммерческого пакета программ FLUENT. Последовательные изменения картины течения изучаются как функция скорости вращения. Подавление вихревой пелены происходит, когда увеличивается скорость вращения ( α > 2). Второй вид неустойчивости появляется при более высокой скорости вращения, где ряд вихрей, вращающихся против часовой стрелки, погружается в верхний сдвиговый слой. Вращение ослабляет вторичную неустойчивость и увеличивает критическое число Рейнольдса, соответствующее появлению этой неустойчивости. Полученные в расчетах осредненные по времени значения коэффициентов подъемной силы и сопротивления и число Нуссельта сравниваются с данными, имеющимися в литературе. Получено хорошее согласование по локальным и по осредненным значениям этих параметров.
Представлены результаты исследования теплового расширения стали марки 16Х12В2ФТаР в интервале температур 20-1000 °С. Измерения проведены дилатометрическим методом с погрешностью (1,5÷2)×10 -7 K -1. Получены температурные зависимости термического коэффициента линейного расширения стали в феррито-мартенситном и феррито-перлитном состояниях, рассчитаны справочные таблицы. Показано влияние скорости охлаждения образцов на образование мартенситной фазы.
В работе исследованы сверхзвуковые струи, сформированные с применением нетрадиционных для холодного газодинамического напыления сопловых схем: с закруткой основного потока; с использованием сопла с проницаемым профилем и сквозными щелями на сверхзвуковом участке. Показано, что закрутка потока в форкамере сопла сохраняется вплоть до преграды и вихревая система, формирующаяся в проницаемых соплах, изменяет волновую структуру перерасширенной струи и отошедший прямой скачок уплотнения перед преградой. Наличие таких особенностей течения может оказать влияние на характер движения частиц и взаимодействия их с преградой в условиях холодного газодинамического напыления и позволит управлять распределением концентрации частиц в струе для получения необходимой формы пятна напыления.
В.С. Энгельшт1, В.Ж. Мураталиева2 1Институт физико-технических проблем и материаловедения НАН КР, Бишкек, Кыргызстан ven.m.j@rambler.ru 2Кыргызский государственный технический университет, Бишкек, Кыргызстан
Ключевые слова: термодинамический анализ, экзотермический эффект, стекло, синтез, нагрев, плавление, температура, энтальпия, теплота химической реакции, теплосодержание
Страницы: 115-120
Проведен термодинамический анализ (программа TERRA) синтеза, нагрева и плавления стехиометрического стекла CaSiO3•SiO2. Химически чистые вещества — кремнезем и известь — подвергаются экзотермической реакции с последующим внешним нагревом и плавлением. Синтезируется волластонит, выделяется теплота химической реакции Qхр = -505,3 кДж/кг и повышается температура Т = 820 K. При Тпл = 1812-1814 K волластонит плавится, образуется смесь жидкого волластонита и конденсированного кремнезема. При Тпл = 1995-1997 K плавится кремнезем, образуется стехиометрическое стекло (CaSiO3•SiO2). Исследованы эволюции температуры и теплоты плавления волластонита и кремнезема путем детального пошагового термодинамического расчета (ΔТ = 0,1 K).
Р.М. Урусов, И.Р. Урусова
Институт физико-технических проблем и материаловедения НАН КР, Бишкек, Кыргызстан urusov_rus@mail.ru
Ключевые слова: численное моделирование, нестационарная трехмерная математическая модель электрической дуги
Страницы: 121-134
Представлена нестационарная трехмерная математическая модель электрической дуги постоянного тока в приближении частичного локального термодинамического равновесия плазмы. С целью тестирования модели и компьютерной программы выполнен расчет обтекания кругового цилиндра изотермическим ламинарным потоком вязкой жидкости (тестирование динамической части системы уравнений) и расчет осесимметричной электрической дуги с контрагированной анодной привязкой. Удовлетворительное согласование результатов расчета с данными эксперимента свидетельствует в целом о корректности математической модели и методики численного решения.
В.Н. ОПАРИН1,2, Т.А. КИРЯЕВА1, В.Ю. ГАВРИЛОВ3, Р.А. ШУТИЛОВ3, А.П. КОВЧАВЦЕВ4, А.С. ТАНАЙНО1, В.П. ЕФИМОВ1, И.Е. АСТРАХАНЦЕВ1, И.В. ГРЕНЕВ3 1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия сoalmetan@mail.ru 2Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия 3Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, просп. Академика Лаврентьева 5, 630090, г. Новосибирск, Россия gavrilov@catalysis.ru 4Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, пpосп. Академика Лавpентьева 13, 630090, г. Новосибирск, Россия kap@isp.nsc.ru
Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, температура, уголь, выход летучих, удельная поверхность, структура, пористость, плотность, окисление, горение, выбросоопасность, стадии метаморфизма, классификация
Страницы: 3-30 Подраздел: Геомеханика
Представлены экспериментальные данные лабораторных и натурных исследований по особенностям взаимодействия между геомеханическими и физико-химическими процессами в угольных пластах Кузбасса различной стадии метаморфизма с учетом влияния температурного фактора. Анализируется связь между напряженно-деформированным состоянием угольных образцов с температурой, а также ИК-излучением. Изучается влияние температуры и микроструктуры угольного вещества в энергомассообменных процессах (изменение массы, выхода летучих, удельной поверхности частиц угля, внутренней энергии релаксации метаноносности, а также влагосодержания). Обсуждается связь между выбросо- и пожароопасностью угольных пластов с позиций единой постадийной термомеханической и термохимической зависимости в поведении угольного вещества при его формировании в натурных условиях и последующего извлечения ведением горных работ. Введен обобщенный показатель количественного описания петрографических свойств углей, с использованием которого даны классификация и описано распределение петрографических групп угольных пластов районов Кузбасса.
Э.И. МАШИНСКИЙ
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, просп. Академика Коптюга, 3, г. Новосибирск, 630090, Россия MashinskiiEI@ipgg.sbras.ru
Ключевые слова: локальная неупругость, динамическая микропластичность, задержка времени и деформации, неупругие сейсмические параметры, амплитудная зависимость скоростей волн и затухания
Страницы: 31-40 Подраздел: Геомеханика
Описаны эффекты локальной микропластической неупругости при распространении продольной сейсмической волны частотой 240–1000 Гц в суглинках в пространстве между двумя неглубокими скважинами. Импульсный пьезоэлектрический излучатель размещался в одной скважине, а аналогичный приемник - в другой. Проявления микропластичности на сейсмической записи представлены в виде ступенчатого изменения амплитуды в течение времени и встроенных плато длительностью единицы — десятки микросекунд. Плато создают краткосрочное прерывание упругого процесса, временную задержку, которая зависит от амплитуды сигнала. В результате этого процесса изменяется время первого вступления, происходит трансформация формы волны. Микропластичность, предположительно, обусловлена концентрацией напряжений на различных дефектах. Результаты могут быть полезными для решения прикладных задач в горном деле и сейсмике.
А.Ф. ЕМАНОВ1,2,3, А.А. ЕМАНОВ1,2, А.В. ФАТЕЕВ1,2, Е.В. ЛЕСКОВА1,2, Е.В. ШЕВКУНОВА1, В.Г. ПОДКОРЫТОВА1 1Алтае-Саянский филиал Геофизической службы СО РАН, просп. Академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия 2Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, просп. Академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия 3Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: техногенное землетрясение, наведенная сейсмичность, углеразрез “Бачатский”, Кузбасс, афтершоки, сеть временных сейсмостанций
Страницы: 41-46 Подраздел: Геомеханика
Представлены данные о крупнейшем техногенном землетрясении при добыче твердых полезных ископаемых на Земле — Бачатском (ML = 6.1), произошедшем 18 июня 2013 г. в Кузбассе. Сейсмическая активизация в районе разреза “Бачатский” в 2012–2013 гг. трижды сопровождалась крупными землетрясениями, создавшими ощутимые воздействия на населенные пункты Кузбасса. Проанализированы результаты экспериментов с временными сетями сейсмологических станций в 2012 г. и при регистрации афтершокового процесса Бачатского землетрясения в 2013 г. Установлено существование сейсмической активности на уровне малых энергий под разрезами “Бачатский” и “Шестаки”. Выявлено, что мелкие землетрясения концентрируются под центральной частью разреза, а наиболее крупные — около бортов, при этом глубина очагов составляет 3–4 км.
С.В. КЛИШИН, О.А. МИКЕНИНА, А.Ф. РЕВУЖЕНКО
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: напряженное состояние, гранулированный материал, численный анализ, метод дискретных элементов, жесткое включение, вязкость
Страницы: 47-53 Подраздел: Геомеханика
Выполнено численное исследование напряженно-деформированного состояния сыпучего материала в окрестности жесткого цилиндрического включения. Рассматривается случай сложного нагружения с непрерывным поворотом направления сдвига. Учитывались дилатансия, сухое трение, вязкость. Показано, что при определенных условиях на жесткое включение действует момент, который стремится повернуть его в направлении, противоположном направлению сдвига. Дано сопоставление с экспериментом.
О.Б. БОЧАРОВ1, В.Я. РУДЯК2, А.В. СЕРЯКОВ1 1Новосибирский технологический центр компании Baker Hughes, просп. Кутателадзе, 4а, 630128, г. Новосибирск, Россия 2Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, ул. Ленинградская, 113, 630008, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: пороупругость, теория смесей, метод масштабов, насыщенная пористая среда, совместная модель, среда с сохранением объема, аналитические решения
Страницы: 54-68 Подраздел: Геомеханика
Анализируется совместная модель двухфазного течения в пористой среде и деформирования порового пространства. Модель включает в себя уравнения переноса компонент среды (флюида и пористого скелета), полученные на основе законов сохранения, условия совместности деформирования и замыкающие уравнения в форме обобщенного закона Гука. Показано, что система определяющих уравнений содержит ряд малых параметров, разложение по которым позволяет построить иерархическую последовательность моделей, соответствующих определенным условиям деформирования среды. В явном виде выписаны модели нулевого и первого приближения. Установлено, что в случае несжимаемости компактных фаз уравнения первого приближения переходят в систему, аналогичную модели Баклея–Леверетта, но с учетом изменения порового пространства. Уравнения нулевого приближения описывают поведение пористой среды при условии сохранения объема. В данном случае уравнение на поровое давление отделяется от системы уравнений для упругого скелета. Для модели нулевого приближения построены аналитические решения в цилиндрических координатах, характеризующиеся наличием сдвиговых напряжений, способных вызвать разрушение.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
