Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассматриваются вопросы рационального выбора рабочих параметров сверхзвукового диффузора (СД) и эжектора (ЭЖ), используемых в системах восстановления давления непрерывных химических лазеров. Проанализировано условие согласования параметров СД и ЭЖ при объединении их в единую систему. Приведенные данные в основном относятся к случаю HF(DF)- непрерывных химических лазеров.

На основе технологии вычислительного моделирования с использованием нестационарных трехмерных уравнений Навье – Стокса исследованы стартовые процессы и установившееся течение в диффузоре лабораторного HF/DF-лазера. Анализ картины течения показывает, что поток в сверхзвуковом диффузоре HF/DF-лазера склонен к образованию компактной ударно-волновой структуры, сопровождаемой интенсивным трехмерным отрывом. Это необходимо учитывать при выборе его длины величины геометрического поджатия и способа деления диффузора на секции. Параметрический вычислительный эксперимент на основе нестационарных двумерных уравнений Навье – Стокса дал возможность обоснованно выбрать длину камеры смешения эжектора путем оптимизации давления запуска и нагрузочной характеристики. Проведен анализ физико-химических и газодинамических процессов в сопловом блоке COIL и в полости резонатора. Определены газодинамические и кинетические параметры лазерной среды на входе в диффузор. Профили давления и температуры показывают существенное влияние тепловыделения на газодинамические параметры.

Обсуждается методика испытания системы восстановления давления (СВД) для HF/DF-НХЛ без использования лазера. Предлагается способ физического моделирования потока HF/DF-НХЛ с помощью генератора модельного газа (ГМГ). Представлены некоторые схемные и конструктивные решения, а также краткое техническое описание подобной системы. Результаты испытаний СВД с ГМГ сопоставлены с результатами натурных испытаний СВД совместно с DF-НХЛ.

Гидродинамическим и термодинамическим расчетами показано, что при движении газа по замкнутому газодинамическому контуру СО₂-лазера включение разряда должно сопровождаться дополнительными потерями давления. В то же время экспериментом установлено, что подвод тепла тлеющим разрядом может не приводить к повышению потерь давления. Визуализация течения показала, что в газоразрядном канале и в расположенном за ним диффузоре существуют стационарные вихри, вращающиеся в плоскости стенки канала. Влияние разряда на движение газа заключается в разбиении крупномасштабных вихрей на мелкие. Одной из причин стратификации анодного слоя является неоднородность потока, которая сокращается под действием тлеющего разряда. Предложен метод определения потерь давления и параметров вентилятора, основанный на сопоставлении температур торможения для изоэнтропических и неизоэнтропических процессов.

На примере природных пламен с избытком энергии показано, что эти пламена могут существовать в разнообразных системах и режимах горения. Само существование некоторых пламен, таких как ячеистые и спиновые, обусловлено избыточной энергией. Многообразны и механизмы концентрации энергии. Кроме теплообменных процессов—кондукции, конвекции, излучения—концентрация энергии может быть обусловлена массообменными процессами, фазовыми переходами, фильтрацией, сжимаемостью газа и др. Приведенные примеры пламен с искусственно создаваемыми условиями для концентрации энергии демонстрируют широкий спектр возможных приложений этого явления.

Дрейфующие, локализованные в пространстве очаги горения или шарики пламени были недавно обнаружены при численном моделировании горения околопредельных предварительно перемешанных смесей газов с низким значением числа Льюиса. В данной работе прямолинейно движущийся очаг пламени рассматривается как бифуркация стационарного сферического очага горения.

В гидродинамической постановке рассмотрена двумерная стационарная структура течения в пленке горючей жидкости на теплопроводной подложке при распространении волны горения. Проанализирован физический механизм формирования данной структуры. Показано, что важная роль в этом принадлежит термокапиллярному эффекту. Обоснован вывод о том, что существование двумерного режима возможно лишь при достаточно низких значениях градиента температуры на поверхности пленки. Получено критическое условие, определяющее переход к трехмерному режиму. Это условие предполагает равенство скорости потока и скорости, индуцируемой термокапиллярной силой. Если градиент температуры превышает определенное критическое значение, то согласно двумерной модели должна возникнуть зона с возвратным течением. Высказано предположение, что подобный режим не может существовать в силу неустойчивости по отношению к трехмерным возмущениям. Эксперименты с гравитационно стекающей пленкой жидкости при наличии неподвижного источника тепла (без волны горения) подтверждают вывод о переходе к трехмерной регулярной структуре течения при достаточно большом градиенте температуры. Первая часть статьи посвящена моделированию структуры пленки при выполнении критического условия. Вторая часть связана с обобщением задачи на случай подвижного источника тепла, перемещающегося с постоянной скоростью. Эта постановка задачи включает ситуацию с распространением волны горения. Математическая формулировка этой задачи позволяет предположить, что существование двумерного стационарного режима в этом случае ограничено тем же самым критическим условием. Если значение градиента температуры на поверхности пленки больше критического значения, то двумерного стационарного решения не существует. Эта концепция, обосновываемая в настоящей работе, объясняет с общих позиций экспериментально наблюдаемые явления в пленках жидкости при наличии локального источника тепла различной природы.

Проведено экспериментальное исследование зажигания слоев из опада хвои кедра, сосны, пихты, листьев березы, а также из лишайника Кладония и мха Шребера. Установлено, что мох зажигается быстрее других лесных горючих материалов. Показано, что время зажигания опада хвои различных деревьев при одинаковом влагосодержании одинаково в пределах точности экспериментальных данных, а для опада листьев березы оно несколько ниже, чем для опада хвойных пород деревьев. Установлено, что наблюдаемые различия связаны с особенностями взаимодействия лучистого потока со слоями опада хвои и листьев. Оценены минимальные значения теплового импульса зажигания опада хвои и листьев для различной плотности тепловых потоков. Отмечена тенденция к минимизации значений этой величины при плотности потоков 0,50,8 МВт/м²

Проведен параметрический анализ математических моделей процесса нитрования амила в реакторах идеального смешения и вытеснения. Построены зависимости стационарных состояний от определяющих параметров, кривые кратности и нейтральности стационарных состояний, параметрические и фазовые портреты системы. Для трубчатого реактора найдены критические значения входной концентрации и коэффициента теплообмена, при которых происходит срыв стационарного режима нитрования амила.

При реакции прессованных образцов из порошка хрома с азотом в диапазоне давлений 1<!ndash!>8 МПа и диапазоне относительных плотностей 0,47<!ndash!>0,55 наблюдалась не встречавшаяся ранее нестационарность процесса горения нетепловой природы. Показано, что нестационарность обусловлена образованием трещин перед фронтом горения. Причиной разрушения образца является увеличение объема конденсированной фазы при образовании нитридов.