Главная – Журналы – Поиск по журналам

30 мая 2020 г. исполняется 70 лет выдающемуся российскому ученому в области теплофизики, академику РАН Сергею Владимировичу Алексеенко.

С использованием скоростного метода лазерно-индуцированной флюоресценции, позволяющего с высоким пространственным и временным разрешением измерять толщину волновых пленок жидкости, исследован процесс распада уединенной двумерной волны на трехмерные волны в случае пленочного течения по вертикальной пластине. Показано, что возникающий после распада уединенной волны пакет трехмерных волн оказывает существенное возмущающее воздействие на стекающую пленку и приводит к образованию струй на ее поверхности.

Проведен комплекс экспериментальных исследований по определению тепловых и экологических характеристик процесса сжигания мазута марки М-100 при его распылении струей перегретого водяного пара в лабораторном образце нового горелочного устройства. Предложена схема сжигания жидкого топлива, исключающая засорение узких топливных каналов форсунок и эффективная при сжигании высоковязкого топлива и отходов. Реализован процесс стабильного сжигания мазута в горелочном устройстве малой мощности (7 кВт) при малых значениях концентрации токсичных выбросов и больших значениях полноты сгорания топлива.

Исследована волновая структура пленки жидкости, обдуваемой высокоскоростным потоком газа, в условиях срыва капель с поверхности пленки. Проведен анализ существующих методов измерений локальной толщины пленки жидкости и обзор классических представлений о волновой гидродинамике дисперсно-кольцевого течения, полученных на ранних этапах исследований с помощью достаточно грубых методов. На основе анализа пространственно-временных записей значений толщины пленки с высоким разрешением, полученных методом лазерно-индуцированной флюоресценции, представлено систематическое описание структуры, эволюции и взаимодействия волн различного типа. Проведено сравнение полученных результатов с результатами современных экспериментов и показана необходимость пересмотра ряда классических представлений. Предложены направления дальнейших исследований.

Численно исследовано акустическое течение в вибрирующей цилиндрической полости, заполненной воздухом. Рассмотрены случаи адиабатических и изотермических граничных условий, а также случай, когда на торцах полости заданы адиабатические граничные условия, а на боковой поверхности ¾ изотермические граничные условия. Установлено значение радиуса полости, при котором осевая составляющая скорости акустического течения максимальна. Описано влияние радиуса полости и граничных условий на её торцах на свободные колебания в начальной стадии процесса, среднюю за период температуру и картину акустического течения.

На основе созданной математической модели исследуется гидродинамика ротационного биологического реактора для выращивания костной ткани по технологии in vitro . Цель работы ¾ определение оптимального режима вращения биологического реактора, обеспечивающего циклическое силовое воздействие жидкости на заселенный клетками биоматериал. За основу для создания математической модели биологического реактора выбран используемый в исследовательской практике ротационный биологический реактор, течение жидкости в котором генерируется за счет вязкости при вращении поверхности. Для математического описания течения в полости реактора привлекалась система уравнений Навье-Стокса. Режим течения в пограничном слое постулировался ламинарным. В вычислительном алгоритме используется газодинамический решатель «Fluent» пакета прикладных программ ANSYS-12. Рассмотрено четыре варианта генерации вращательного движения жидкости в полости реактора. Выполнена серия параметрических расчетов по частоте вращения f в диапазоне 0,05 £ f £ 0,25 Гц. Приведена визуализация полей скорости в меридиональной плоскости. В рабочей зоне реактора представлены и проанализированы локальные распределения на поверхности касательного напряжения и давления. Расчеты показали, что способ генерации движения жидкости путем вращения внешнего цилиндра со смещенной осью вращения лучше всего подходит для создания циклической по давлению и касательному напряжению нагрузки на биологический материал.

Получены выражения, описывающие особенности формирования температурного поля в фотоакустической камере с учетом температурной зависимости не только теплофизических параметров всех слоев и поглощательной способности, но и оптического коэффициента поглощения образца. Выведена система нелинейных алгебраических уравнений для определения зависимости температур освещаемого слоя образца и его обратной стороны от интенсивности падающего луча. В результате численного решения этой системы получены нелинейные зависимости температур обоих сторон образца от интенсивности луча. Обнаружено, что знак термического коэффициента температурной зависимости оптического коэффициента поглощения существенно влияет на характер зависимостей приращения температур облучаемой поверхности и тыловой стороны образца от интенсивности. Также показана существенная роль подложки на формирование поля температур в фотоакустической камере.

Экспериментально исследован тепловой аккумулятор, использующий скрытую теплоту фазового перехода «твердое тело-жидкость». Для интенсификации теплообмена в его конструкции использованы гипертеплопроводящие пластины. В ходе экспериментов измерялись значения температуры и изменялся объем рабочего вещества (гексадекана). Проведен анализ теплового баланса и фазовых превращений в объеме теплового аккумулятора. Подтверждена работоспособность рассматриваемой конструкции теплового акуумулятора и высокая теплораспределяющая способность гипертеплопроводящих пластин.

В статье приведены результаты численных исследований влияния термохимической активации пылеугольных потоков на процессы тепломассопереноса, происходящие в областях реальной геометрии (камеры сгорания) при сжигании в них энергетического топлива. Получены аэродинамическая картина течения, скоростные, температурные и концентрационные поля, анализ которых позволяет сделать вывод о том, что плазменная активация топлива повышает эффективность его сжигания и снижает выбросы вредных веществ в атмосферу.

В работе описана схема экспериментальной установки для плазменной газификации органических отходов с дискретной подачей их в узел загрузки. Приведены экспериментальные результаты определения процентного состава синтез-газа и его калорийности в зависимости от времени для газификации древесных опилок и полиэтиленовых гранул. Проведен расчет зависимости количества метана в составе синтез-газа от температуры и расхода кислорода. Показано, что при подаче отходов отдельными порциями значительно изменяется во времени состав, выход синтез-газа и его калорийность.