В многокомпонентных средах равновесное состояние определяется термодинамическими условиями равновесия в виде равенства давлений и температур компонентов, принципом максимума энтропии смеси (или минимума свободной энергии) и равенством скоростей компонентов. В законах сохранения компонентов учитывается их взаимодействие друг с другом в виде сил и потоков энергии, содержащих разности скоростей, давлений и температур компонентов. Рассматривается также форма обмена импульсом и энергией между каждым компонентом и сплошной средой, выражающей коллективные свойства ансамбля компонентов. Показано, что эти потоки импульса и энергии отличны от нуля только в неравновесных по скоростям состояниях многокомпонентной среды.
О. Б. Ковалев, А. В. Зайцев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск E-mails: kovalev@itam.nsc.ru, zaitsev@gorodok.net
Страницы: 16-20
Предложена физическая модель многократного отражения сфокусированного лазерного излучения при его распространении в узких каналах и щелях применительно к процессам лазерной обработки металлов. На основе законов геометрической оптики с использованием траекторного метода разработан алгоритм расчета формы поверхности, образующейся при взаимодействии лазерного излучения с металлом. Используемый метод позволяет описать передачу энергии в глубь канала при моделировании процессов лазерной обработки (сверления, резки, сварки). Показано, что эффективность многократного отражения наиболее существенна при резке толстых материалов с большим отношением толщины пластины к диаметру гауссова пучка.
С. И. Лежнин, Н. А. Прибатурин, А. Л. Сорокин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск E-mail: lezhnin@itp.nsc.ru
Страницы: 21-28
На основе классической теории нуклеации исследовано влияние вязкости на процесс образования пузырьков в водонасыщенной магме. Сравнение с экспериментальными данными подтверждает заметное влияние вязкости на скорость гомогенной нуклеации в магме.
В. В. Шумский, М. И. Ярославцев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск E-mails: shymsky@itam.nsc.ru, yaroslav@itam.nsc.ru
Страницы: 29-43
Исследована газодинамика форкамеры низкого давления двухкамерной импульсной трубы. Время наполнения второй форкамеры хорошо согласуется со значением, полученным из рассмотрения квазистационарного процесса опорожнения‐наполнения форкамеры высокого и низкого давлений. На характер переходного процесса сильное влияние оказывают волновые процессы в канале между форкамерами. Изменением месторасположения дросселирующей решетки в этом канале можно изменять время наполнения второй форкамеры, уменьшая его в несколько раз. Испытанные схемы ввода воздуха во вторую форкамеру обеспечивают полное его торможение. Число Маха на выходе из второй форкамеры (в критическом сечении сопла установки) практически постоянно по сечению и близкoк единице.
Исследуется возможность управления ламинарно‐турбулентным переходом в гиперзвуковых ударных слоях с помощью пористых покрытий. Проведен анализ линейной устойчивости ударного слоя относительно акустических возмущений. Выводится дисперсионное соотношение в аналитическом виде, которое анализируется при различных характерных значениях пористости стенки, что позволяет исследовать спектр акустических возмущений в ударном слое. Аналитические выражения для инкремента неустойчивости акустических возмущений представляются в зависимости от коэффициента отражения. Их структура свидетельствует о том, что пористое покрытие эффективно снижает акустическую неустойчивость ударного слоя.
В. А. Архипов, В. Ф. Трофимов
Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики при Томском государственном университете, 634050 Томск E-mail: leva@niipmm.tsu.ru
Страницы: 55-62
Представлены результаты экспериментального исследования процесса образования вторичных капель при ударном взаимодействии капли с поверхностью жидкости. Экспериментальные данные проанализированы совместно с аналитическими оценками параметров образующихся при этом каверны и столбика Рэлея.
Ф.А. Быковский1, С.А. Ждан1,2, Е.Ф. Ведерников1, Юрий А. Жолобов2 1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск bykovskii@hydro.nsc.ru 2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: непрерывная спиновая детонация, вихревая плоскорадиальная камера сгорания, каменный уголь, структура течения
Страницы: 93-99
Исследованы режимы непрерывной спиновой детонации частиц каменного угля в потоке воздуха в плоскорадиальной камере проточного типа диаметром 500 мм. Использован измельченный кузбасский длиннопламенный каменный уголь с размером частиц 1÷7 мкм, содержащий 24.7 % летучих и 14.2 % золы, влажностью 5.1 %. Для транспортирования угля в камеру и промотирования химической реакции на поверхности твердых частиц подмешивали водород. С целью снижения потерь давления воздуха в каналах, соединяющих коллектор и камеру, их сечение увеличивали до предельных размеров (25 см2) и уменьшали диаметр выходного отверстия камеры. Изменяли также угол направления потока воздуха и геометрию камеры. Достигнут минимальный уровень перепада давления в каналах подачи воздуха (16 %) при сохранении устойчивости непрерывной спиновой детонации в камере. Построена область реализованных режимов непрерывной спиновой детонации в координатах "коэффициент расхода горючего — удельный расход смеси". Результаты исследования детонационного сжигания твердых топлив могут найти практическое применение в энергетике, химической промышленности, в решении вопросов снижения загрязнения окружающей среды продуктами сгорания, в частности шлаками.
Энергетические параметры, такие как плотность, прочность связи и чувствительность к удару, определяют детонационную мощность и эксплуатационную безопасность взрывчатого вещества (или ракетного топлива). Однако экспериментальная оптимизация этих параметров представляет собой сложную задачу, поэтому до начала синтеза имеет смысл найти эти параметры, применяя численные неэмпирические методы расчета кристаллической структуры, а также квантово-химические методы в сочетании с AIM-анализом. В работе проведен расчет плотности кристалла 2,4-динитробензойной кислоты по моделям кристаллических структур, полученным путем расчета ab initio. Проведено сопоставление с экспериментальными данными. Анализ топологических характеристик связей показал, что наиболее слабыми и, следовательно, наиболее чувствительными в молекуле являются связи C—NO2. Чувствительность связей оценена по методу Мюррея. Рассчитана чувствительность к удару. Установлено наличие больших областей отрицательного электростатического потенциала вблизи групп NO2 и карбоксильных групп. Эти участки молекулы являются реакционно-активными.
А.Ю. Долгобородов, М.А. Бражников, М.Н. Махов, Н. Е. Сафронов, В. Г. Кириленко
Институт химической физики им. Н. Н. Семëнова РАН, 119991 Москва aldol@chph.ras.ru
Ключевые слова: бензотрифуроксан, детонация, оптическая пирометрия, температура, теплота взрыва, метательная способность
Страницы: 112-120
Пирометрическим методом проведены измерения яркостной температуры и профилей давления продуктов детонации прессованных зарядов бензотрифуроксана, экспериментально определены теплота взрыва и метательная способность. Температура продуктов детонации (4 100±150 К) оказалась существенно ниже расчетных значений, приведенных в большинстве опубликованных теоретических работ. Бензотрифуроксан имеет более высокую теплоту взрыва по сравнению с октогеном, но уступает ему по скорости разлета оболочки (методика Т-20) и по энергии Гарни.
Приведены полуэмпирические уравнения состояния (термическое и калорическое) для расчета не только кинематических (скорость ударных волн, массовая скорость, реверберация волн), но и термодинамических (температура, давление, сжатие) параметров монолитного и пористого политетрафторэтилена при высоких давлениях ударного сжатия. Уравнения состояния предназначены для моделирования волновых взаимодействий в ударно-волновых экспериментах в рамках разработанного гидрокода. Уравнения проверены путем сравнения модельных расчетов с опубликованными результатами экспериментов и с данными собственных опытов по ударному сжатию монолитных и пористых образцов политетрафторэтилена в диапазоне 10÷170 ГПа.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
