М.Н. Андреев1,2, И.С. Беспалов3, А.И. Сафонов3 1Новосибирский государственный университет, Новосибирск 2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН 3Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск safonov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: газоструйное осаждение, металлополимер, наночастицы серебра, фторполимер, композитные покрытия, оптические свойства, плазмонный резонанс
Страницы: 383-387
Представленная работа посвящена получению вакуумным газоструйным методом металлополимерных композитов, состоящих из наночастиц серебра, внесенных во фторполимерную матрицу, и изучению их оптических свойств. В работе проведены исследования зависимости оптической плотности в видимом диапазоне частот от структуры полученных образцов. Установлено, что полученные композитные покрытия обладают эффектом плазмонного резонанса.
Предложена физико-математическая модель, основанная на уравнении Смолуховского, описывающем динамику изменения функции распределения частиц аэрозолей по размерам с учетом ультразвукового воздействия, испарения (для жидкокапельных аэрозолей) и осаждения. Получены выражения для кинетики коагуляции в зависимости от основных параметров воздействия, свойств аэрозоля и среды: концентрации и дисперсного состава исходного аэрозоля, вязкости и температуры среды, физико-химических параметров материала частиц. Результаты расчетов, полученные с применением предложенной модели, соответствуют экспериментальным данным.
Дифференциальным вариантом метода капиллярного поднятия измерена капиллярная постоянная и определено поверхностное натяжение раствора этан-метан при «высоких» температурах. Измерения проведены по изотермам в интервале температур 213,15 ÷ 283,15 K при давлениях до 4 МПа. Показано уменьшение поверхностного натяжения этана с увеличением давления и концентрации метана в растворе. Экспериментальные данные сравниваются с результатами расчетов поверхностного натяжения по теории Роулинсона. Рассчитана адсорбция метана в межфазном слое раствора.
Представлены результаты экспериментального исследования теплообмена и трения на стенке в восходящем пузырьковом течении в наклонном плоском канале. Измерения проводились в диапазоне приведенных скоростей жидкости 0,3÷1,1 м/с и при различных значениях расходного объемного газосодержания. Измерения гидродинамической структуры были проведены с помощью электрохимического метода с использованием миниатюрных датчиков трения. Определены значения среднего трения и коэффициента теплообмена при различной ориентации канала. Показано, что в пузырьковом газожидкостном течении наблюдается существенная зависимость трения и теплообмена от угла наклона канала.
Методами измерения времени жизни и непрерывного понижения давления исследована кинетика спонтанного вскипания перегретых растворов этан-метан. В опытах определены предельные перегревы растворов при двух значениях давления (1,0 и 1,6 МПа) и двух концентрациях метана (2,1 и 6,0 моль %) в интервале частот зародышеобразования J = 1∙10 4–3∙10 8 с-1м-3. При температурах 266,5; 270,0; 273,15 K измерены предельные растяжения исследуемых растворов. Результаты экспериментов сопоставлены с теорией гомогенной нуклеации. При частотах зародышеобразования J ≥ 2,5 × 106 с-1м-3 имеет место удовлетворительное согласие теории и эксперимента. Расхождение по температуре достижимого перегрева Tn не превышает 0,8 K. Показано, что существенный недогрев раствора до теоретических значений Tn при J < 2,5 × 106 с-1м-3 не может быть связан только с гетерогенным зародышеобразованием, а обусловлен и другими факторами.
А.Р. Курочкин1, П.С. Попель2, Д.А. Ягодин2, А.В. Борисенко1 1Уральский институт государственной противопожарной службы МЧС РФ, Екатеринбург 2Уральский государственный педагогический университет, Екатеринбург pspopel@mail.ru
Страницы: 417-426
Методом проникающего гамма-излучения измерена плотность расплавов медь-алюминий, содержащих от 0 до 100 % алюминия, в интервале температур от ликвидуса до 1300-1400 °С, рассчитаны концентрационные зависимости их молярного объема. Высокая точность измерений (погрешность не более 0,2 %) позволяет рекомендовать использование полученных данных в качестве справочных. Обнаружена существенная немонотонность изотерм молярного объема, свидетельствующая о сложности строения указанных расплавов, особенно в области составов, богатых алюминием. Приведены параметры полиномов, позволяющих описать концентрационные зависимости молярного объема с погрешностью, не превышающей 1 %.
Проведен численный анализ нестационарных режимов естественной конвекции и теплового излучения в замкнутой квадратной полости с теплопроводными стенками при наличии источника тепла конечных размеров, расположенного в зоне основания, в условиях конвективного теплообмена с окружающей средой. Математическая модель, сформулированная в безразмерных переменных “функция тока — завихренность скорости — температура”, реализована численно методом конечных разностей. Детально проанализировано влияние приведенной степени черноты внутренних поверхностей ограждающих стенок 0 ≤ ε < 1, положения источника энергии 0,1 ≤ l/L ≤ 0,4 и его длины 0,2 ≤ lhs/L ≤ 0,6 при Ra = 106, Pr = 0,7 на локальные характеристики (линии тока и поля температуры) и на интегральный комплекс (среднее число Нуссельта на характерных границах). Выведены аппроксимационные соотношения для средних конвективного и радиационного чисел Нуссельта в зависимости от приведенной степени черноты внутренних поверхностей ограждающих стенок и положения источника энергии относительно вертикальных стенок.
Проведен анализ уравнения баланса энергии вязкого ламинарного течения жидкости или газа внутри цилиндрического канала в области (зоне) прогрева, ограниченной по продольной координате. Установлено, что при ламинарном течении жидкости или газа внутри круглой трубы в каждой зоне прогрева, ограниченной по продольной координате, существуют области прямого и возвратного течений, разделяемые плоскостью, представляющей собой геометрическое место точек, в которых температура максимальна для каждого фиксированного значения радиальной координаты r.
В.М. Кулик
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск vkulik@itp.nsc.ru
Ключевые слова: податливое покрытие, турбулентное течение, граничные условия, оптимальные параметры, величина деформации, пульсации скорости
Страницы: 445-450
Показано, что при увеличении модуля упругости материала покрытия с 0,01 МПа до 100 МПа пульсационная скорость движения поверхности покрытия изменяется не более чем на 30 % и составляет 0,17÷0,24 от величины динамической скорости течения, что может существенно изменять напряжения Рейнольдса в пристенной области. В результате проведенного анализа выяснилось, что величина деформации податливых покрытий в оптимальном для их взаимодействия с турбулентным течением диапазоне скоростей составляет всего несколько единиц вязкого масштаба. К тому же эти деформации очень пологи - отношение амплитуды смещения к длине волны меньше 10-3. Сделано предположение, что при моделировании взаимодействия податливого покрытия с турбулентным течением не требуется переносить граничные условия на движущуюся поверхность покрытия. По-видимому, будет вполне достаточно определить скорость движения стенки на невозмущенной поверхности покрытия.
Исследована зависимость аэродинамических характеристик типовых многобалочных пролетных строений мостов от угла атаки, степени турбулентности набегающего потока, числа балок и расстояния между ними. Для модели трехбалочного пролетного строения получены характерные вихревые структуры, проведено термо-анемометрическое зондирование ближнего следа, построены эпюры распределения осредненного давления.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
