Главная – Журналы – Поиск по журналам

Проведено полуаналитическое исследование нестационарного течения Тейлора -Дина в кольцевом пространстве внутри двух концентрических цилиндров, частично заполненных пористым материалом. В данной модели круговой поток создается в результате азимутального градиента давления, а также вращения двух концентрических цилиндров. Уравнение, определяющее поток, обезразмеривается и преобразуется в обыкновенное дифференциальное уравнение с использованием хорошо известной техники преобразования Лапласа. Затем производится обращение преобразования Лапласа с использованием приближения суммы Римана (RSA). Для подтверждения результатов, полученных с использованием неявных конечных разностей (IFD), для стационарного течения в канале выполнено сравнение с точным решением задачи, полученным с помощью подхода RSA. Важно отметить, что управление силой поверхностного сопротивления осуществляется путем подбора подходящих значений параметра b .

Добываемый с поверхности или из недр земли уголь крайне редко пригоден для непосредственного использования и требует подготовки, основанной на физических и/или химических методах удаления определенных компонентов для повышения качества угля до требуемого уровня. Высокая влажность приводит к снижению энергоэффективности работы котла, поэтому процесс сушки топлива является необходимым этапом углеподготовки, а снижение затрат энергии на удаление влаги - актуальной задачей. Один из способов понижения влажности состоит в обработке угля микроволновым излучением. По сравнению с другими способами микроволновая сушка обладает следующими особенностями и важными преимуществами: 1) объёмный нагрев; 2) селективный нагрев (в высушенных областях отсутствует поглощение энергии); 3) низкая тепловая инерционность. Однако данный способ требует высоких энергозатрат и возникает необходимость поиска энергоэффективных режимов обработки. В настоящей работе построена модель сушки, с помощью метода конечных элементов найден оптимальный режим сушки слоя на примере бурого угля Таловского месторождения и определены энергозатраты.

Исследование направлено на изучение влияния излучения газа на ламинарную естественную конвекцию в квадратной полости с внутренним тепловыделением. Реализовано изотермическое охлаждение стенок полости, в то время как температура внутреннего нагревателя поддерживалась постоянной. Из проведенного анализа следует, что тепловое излучение интенсифицирует вихревое движение в полости, обеспечивая однородность температурного поля. Также показано, что оптимальный уровень энергоэффективности достигается, когда нагреватель расположен в центре нижней части полости при угле её наклона p /4.

Одной из перспективных технологий воспламенения является плазменная термохимическая подготовка пылеугольного топлива к сжиганию с использованием плазменно-топливных систем (ПТС). Данная технология позволяет повысить эффективность топливоиспользования и улучшить экологические показатели тепловых электростанций, а также исключить топочный мазут, традиционно используемый для растопки котлов и стабилизации горения пылеугольного факела. В представленной работе приведены результаты численных исследований воспламенения пылеугольного факела в ПТС, котрая предназначена для безмазутной растопки котлов и стабилизации горения факела и представляет собой оснащенную плазмотроном пылеугольную горелку. Помимо электрической мощности плазмотрона и зольности угля, одним из основных режимных параметров ПТС, обеспечивающих воспламенение топлива, является концентрация угольной пыли в аэросмеси, которая может варьироваться в широких пределах. С помощью программы PlasmaKinTherm, объединяющей кинетические и термодинамические методы расчета процессов движения, нагрева, термохимических превращений, определялись условия воспламенения топливной смеси в ПТС для трех указанных выше режимных параметров ПТС. Расчеты выполнены применительно к цилиндрической ПТС диаметром 0,2 м, длиной 2 м. Расход угля составлял 1000 кг/ч. Исследованы условия воспламенения топливной смеси в ПТС в зависимости от мощности плазмотрона (20 - 100 кВт), концентрации угля в топливной смеси в интервале от 0,4 до 1,8 кг угля на 1 кг воздуха, а также для трех различных значений зольности угля (20, 40 и 70 %). Выявлены основные закономерности процесса плазменной термохимической подготовки топлива к сжиганию.

Представлены данные численного моделирования двумерных течений ячеистой детонации в плоских каналах в газовзвесях частиц алюминия субмикронных размеров (0.6 и 0.3 мкм) в кислороде. Рассмотрены однородные и неоднородные по концентрациям смеси. Использована развитая ранее модель приведенной кинетики, верифицированная по зависимости скорости детонации от концентрации частиц и расширенная на описание неоднородных взвесей. Установлены зависимости размера и характера детонационных ячеек от размера и концентрации частиц. Рассмотрены задачи о распространении детонации в каналах с поперечными градиентами концентрации и перемежающимися распределениями концентраций.

Представлены результаты численного моделирования смешения, воспламенения и горения холодной сверхзвуковой (М _jet = 1.46) водородной струи, подаваемой соосно в кольцевую сверхзвуковую (M _air = 1.86) струю горячего влажного воздуха, в условиях истечения в затопленное пространство. Моделирование проведено в программном комплексе ANSYS Fluent 2020 R1 в нестационарной двумерной осесимметричной постановке на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье - Стокса, дополненных k-w SST моделью турбулентности и детальным кинетическим механизмом горения водорода в воздухе. Геометрия и параметры расчетов выбраны в соответствии с условиями эксперимента (Cohen, Guile, 1969), данные которого использованы для верификации расчетного алгоритма. Изучена структура реагирующей струи, проведена оценка полноты сгорания водорода при различных значениях параметра нерасчетности струи. Получены мгновенные, средние и пульсационные компоненты основных газодинамических параметров и концентраций компонентов реагирующей смеси.

Представлены результаты исследования методами численного моделирования динамики фронта пламени в газообразной реагирующей смеси, в том числе в присутствии взвешенной фазы микрокапель жидкости. Показано, что локальное воздействие на фронт пламени является одним из ведущих факторов, определяющих развитие горения. Так, локальное динамическое воздействие относительно крупных капель на фронт пламени способствует его искривлению, что, в свою очередь, определяет соответствующее локальное ускорение отдельных участков фронта. Дальнейший неустойчивый рост такого рода возмущений ведет к интегральному ускорению пламени. В то же время в обедненных составах локальное растяжение потоком может привести к затуханию горения.

Исследование зависимости структуры и пигментного состава хвои сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) от уровня техногенной нагрузки проводили в зеленых насаждениях четырех районов г. Красноярска. Установлено, что длина, ширина, толщина, а также площади поперечного сечения хвои и центрального цилиндра уменьшаются при повышении степени загрязнения воздуха. Выявлено, что площади поперечного сечения проводящих пучков в центральном цилиндре одной и той же хвоинки, как правило, неодинаковы, различия составляют 9-12 % и характеризуются высокой индивидуальной изменчивостью. Достоверной связи размеров проводящих пучков и уровня техногенной нагрузки не найдено. Число смоляных ходов в хвое уменьшается при усилении техногенного воздействия, что указывает на ослабление защиты ассимиляционного аппарата от вредителей и болезней. Различий по содержанию фотосинтетических пигментов (хлорофиллов и каротиноидов) в хвое сосен в двух районах города, резко различающихся по уровню загрязнения, не выявлено, что, возможно, обусловлено погодными условиями: обильные летние осадки препятствовали аккумуляции поллютантов на поверхности и внутри хвои. Изменения размеров, анатомической структуры и пигментного состава хвои сосны можно считать результатом адаптации к условиям произрастания и погодным факторам.

Защитные леса в Карелии приурочены преимущественно (80 %) к водным объектам и связанным с ними наземным экосистемам. Более 50 % этих лесов представлено древостоями из сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.). Современная практика ведения хозяйства предпочитает экономичные упрощенные варианты рубок, ориентированных на использование естественного возобновительного потенциала сосняков, так как на сильнокаменистых почвах создание лесных культур представляет собой сложную задачу. На участке чересполосно-постепенной рубки (интенсивность 35 %) в разновозрастном сосняке черничном для оценки естественного возобновления поперек вырубленных полос через 9 лет после рубки были заложены три трансекты, состоящие из площадок 5 × 5 м общей длиной 1150 м. Под пологом древостоя подрост сосны представлен скудно. При общей встречаемости 15 % и средней высоте 1.2 м его густота составляет менее 0.2 тыс. шт./га, а угнетенное состояние не дает повода рассчитывать на улучшение роста. Лучше состояние подроста ели ( Picea A. Dietr.): высота - 2.4 м, густота - 0.32 тыс. шт./га. На вырубленных полосах встречаемость соснового подроста 31 %, густота и встречаемость ели и березы ( Betula L.) остались почти без изменений, резко возросло участие осины ( Populus tremula L.) и ивы ( Salix L.). Сильно разрослись травы, особенно на волоках, в частности иван-чай узколистный ( Chamaenerion angustifolium (L.) Scop.), под влиянием которого густота и встречаемость хвойных вдвое ниже. В целом встречаемость и средняя высота сосны в середине и по краям полос близки. Проведенная рубка не обеспечила возобновления хвойных пород, достаточного для формирования нового древостоя, хотя появление в последние годы мелкого подроста сосны позволяет рассчитывать на дальнейшее увеличение его количества. Выполненная оценка увеличения радиального прироста деревьев по кернам показала его незначимость. Полученные результаты и литературные данные убеждают в обязательности минерализации почвы при проведении чересполосно-постепенных рубок.

Рассмотрены проблема оценки баланса накапливаемой и разлагаемой древесной биомассы в лесных сообществах и бюджет C, CO₂, H₂O и Q в коренных девственных разновозрастных лесах еловых формаций таежной зоны Европейской России. Исследования проведены в конкретных биогеоценозах разных динамических характеристик в подзонах северной, средней и южной тайги. Изучены количество и объем структурных элементов возрастных рядов коренных девственных разновозрастных еловых биогеоценозов различного сукцессионного положения, динамика формирования стволовой фракции древесного отпада (валежа), пулы и потоки компонентов, депонированных в древесине стволовой фракции фитоценозов, и древесный отпад в едином сукцессионном ряду биогеоценозов различных динамических характеристик. На пробных площадях проведен цикл исследований, позволивших получить сведения о возрастных структурах древостоев, их динамических показателях, объемах деревьев в возрастных поколениях древостоев, текущего древесного отпада и валежа. Все объемные показатели древостоев и древесного отпада переведены в фитомассу. Объемы С, СО₂ , Н₂О и Q (энергии), депонированные в древесине и выделяющиеся при ее разложении дереворазрушающими грибами, вычислены при помощи формулы микогенного ксилолиза древесины. На примере елового биогеоценоза подзоны средней тайги климаксовой фазы динамики рассчитана масса углерода, разных фракций древесины, представленная в графическом изображении. Определено, что объемы пулов и потоков компонентов древесины в древостоях и при разложении древесины грибами-деструкторами определяются структурными особенностями возрастных рядов древостоев, объемами древесного отпада в градациях стадий разложения. Совместный анализ возрастных структур древостоев, структур текущего древесного отпада и валежа по стадиям разложения помогает более точно определить динамическое положение лесного биогеоценоза в расширенном пространстве его сукцессионного развития. В наиболее устойчивых (климаксовых) девственных еловых лесах тайги балансовые соотношения накопления и разложения биомассы представляют собой модель оптимального бюджета и могут расцениваться как эталонные в сравнении с лесами различного происхождения и структурных характеристик.