научный журнал по энергетике Известия Российской академии наук. Энергетика ISSN: 0002-3310

КИРСАНОВ Ю.А. — 2009 г.

Дано аналитическое решение краевой задачи теплопроводности твердого тела при быстро протекающих процессах и циклическом теплообмене с холодной и горячей средами. Показано, что при длительности периодов цикла, соизмеримой со временем тепловой релаксации тела, возникает тепловой резонанс, при котором теплота может самопроизвольно передаваться от холодной среды к горячей.

ГРИБКОВ А.С. — 2009 г.

Рассмотрены вопросы применения металлов, добываемых на Луне при химической переработке лунного грунта. Показаны возможности использования металлов для обеспечения транспортных операций между поверхностью Луны и низкой лунной орбитой и при перелетах с помощью ЭРДУ между низкими околоземными и окололунными орбитами. Предложены способы химической переработки лунного грунта и оценены необходимые затраты энергии.

КУЗНЕЦОВ Г.В., ШЕРЕМЕТ М.А. — 2009 г.

Приводятся результаты математического моделирования турбулентной термогравитационной конвекции в замкнутой области с теплопроводными стенками конечной толщины и источником тепловыделения в условиях конвективно-радиационного теплообмена с окружающей средой на одной из внешних границ. Моделирование проведено на основе уравнений Рейнольдса в безразмерных переменных "функция тока - вектор завихренности скорости - температура". В качестве замыкающей модели турбулентности используется стан11артная k-έ модель. Установлены масштабы влияния числа Грасгофа 108

АРУТЮНЯН Р.В., БОГАТОВ С.А., БОЛЬШОВ Л.А., ГАВРИЛОВ С.Л., КИСЕЛЕВ В.П., МЕДВЕДЬ Ю.И., НИКИТИН В.С., ОГАРЬ К.В., ОСИПЬЯНЦ И.А., САРКИСОВ А.А, ТОКАРЧУК Д.Н. — 2009 г.

Приводятся результаты международного проекта по усовершенствованию системы радиационного мониторинга и аварийного реагирования в Мурманской обл. в 2005-2008 гг. в рамках международной программы с финансированием Европейским банком реконструкции и развития. Цель проекта - совершенствование системы контроля радиационной обстановки и аварийного реагирования в случае возникновения аварий на радиационно-опасных объектах, связанных с утилизацией атомных подводных лодок, обращением с ОЯТ и РАО. Созданная система удовлетворяет современным международным и отечественным требованиям и может служить моделью для аналогичных проектов.

ЛОЩАКОВ И.И., РОМАХОВА Г.А., ТРЕЩЁВ Д.А. — 2009 г.

Изложен метод, позволяющий получить характеристики котла-утилизатора на стадии расчета тепловой схемы парогазовой установки и использовать их в алгоритме оптимизации ее параметров. Анализируются характеристики котла-утилизатора в широком диапазоне изменения режима. Определены параметры, влияющие на показатели котла-утилизатора. Предложены зависимости, упрощающие расчет характеристик.

ЖЕЛЕЗНЯКОВ А.Г., КОВТУН B.C., САГИНА Ж.В. — 2009 г.

Приведены сведения о результатах длительной эксплуатации на геостационарной орбите никель-водородных аккумуляторных батарей в общем корпусе в составе информационного космического аппарата "Ямал-100", запущенного в 1999 г., сделаны выводы о перспективах использования никель-водородных аккумуляторных батарей с общим корпусом для космических аппаратов с функционированием более 10 лет.

КАЛИНИН Р.И., МАРТЫНЕНКО С.В., НИКОЛЬСКИЙ О.А., СТЕПЕННОВ Б.С., ШВЕДОВ П.А. — 2009 г.

Дана краткая характеристика состояния бывшей береговой технической базы ВМФ "Гремиха". Рассматриваются варианты конечного состояния экологической реабилитации объекта и критерии их достижения. Делается вывод о возможности промышленного использования прилегающих территорий.

СОКОЛОВ А.К. — 2009 г.

Для уточнения описания распределения температур по сечению неограниченной пластины в начальной стадии нагрева предложена степенная функция T(Х). Получены сравнительно простые алгебраические формулы для расчета показателя степени функции и распределения температур в конце расчетного интервала времени по начальным и граничным условиям второго рода в одно-, двух- и многослойных пластинах. Приведены примеры расчета нагрева стальных и огнеупорных пластин численно-аналитическим методом при радиационно-конвективном теплообмене с учетом зависимости их теплофизических свойств от температуры.

ПАХОМОВ М.А., ТЕРЕХОВ В.И. — 2009 г.

Проведено численное моделирование процессов аэродинамики и теплопереноса в газодисперсной свободной струе с использованием эйлерова описания для обеих фаз. Добавление мелкодисперсной примеси вызвало значительное подавление турбулентности газа (до двух раз по сравнению с однофазным режимом течения). Для крупных частиц отмечен эффект генерации турбулентности за счет отрывного обтекания крупных частиц газовым потоком. Показано, что аксиальные пульсации скорости частиц больше соответствующих пульсаций скорости газа.

БЕЛИКОВ В.В., ГОЛОВИЗНИН В.М., СЕМЕНОВ В.Н., СОРОКОВИКОВА О.С., ФОКИН Л.А. — 2009 г.

Консолидированные геологические породы перспективны для захоронения радиоактивных отходов. Трещины в них являются основным путем переноса радионуклидов, растворенных в воде. В работе приведено численное решение модельной задачи в двумерной постановке о переносе растворенных примесей в регулярно-неоднородной среде, представляющей однородный бесконечный объем с трещиной, которая представляется вертикальной полосой пористой среды малой ширины с более высокой по сравнению с основной средой проницаемостью. Считается, что по трещине просачивается вниз загрязненная вода, а поры матрицы заполнены чистой водой, и примеси из загрязненной воды в трещине могут диффундировать в чистую воду матрицы за счет обычной молекулярной диффузии. Если диффузия слаба, примесь распространяется с постоянной скоростью, и время проникновения ее на заданное расстояние (например, до ближайшего водного горизонта) можно оценить. Наличие диффузии примеси изменяет ситуацию. Благодаря оттоку примеси в матрицу, общая скорость движения примеси вниз резко уменьшается, время распространения увеличивается. Изменяется режим распространения: время проникновения при наличии диффузии зависит от расстояния не линейно, как в первом случае, а квадратично. Найдена форма "хвостов" концентрации на больших расстояниях. Эти эффекты необходимо учитывать при оценке надежности захоронений в трещиноватых геологических породах.

СЕЛЕЗНЕВ В.Е. — 2009 г.

Предложен вариант численного мониторинга разбалансов в оценках поставок природного газа крупным и средним потребителям, ориентированный на решение задачи коммерческого учета газа в условиях дефицита натурных измерений объемов поставляемого природного газа. Численный мониторинг позволяет для заданных временных интервалов получать расчетные оценки объемов фактических поставок газа и оценивать их отличие от соответствующих значений, заявляемых потребителями газа. Такое оценивание выполняется с использованием компьютерного газодинамического симулятора функционирования заданной газораспределительной системы. В основе численного мониторинга разбалансов лежит постановка для заданного временного интервала и численное решение задачи идентификации физически обоснованного квазистационарного газодинамического режима транспортирования природного газа по заданной газораспределительной сети. При этом параметры идентифицированного режима должны иметь минимальную невязку с результатами натурных измерений параметров транспортирования газа в заданных точках моделируемой сети трубопроводов. Одновременно параметры данного режима должны обеспечивать максимально возможное равномерное приближение расчетных величин расходов газа на каждого потребителя к соответствующим заявленным значениям. Математическая задача идентификации решается в результате перехода к эквивалентным задачам условной оптимизации.

ВАРЕНИКОВ Г.А., ГОРЕЛИК Е.П., КАТОРГИН А.Б., КАТОРГИН Б.И., МАРИН М.Ю., ПИНЧУК В.А. — 2009 г.

Приведены результаты экспериментального исследования электрического разряда в газовых потоках при одинаковых направлениях векторов электрического поля и скорости потока газа. Зарегистрирован ряд эффектов при изменяющемся удельном энерговкладе.

ГОРЕЛИК Е.П., КАТОРГИН А.Б., КАТОРГИН Б.И., МАРИН М.Ю. — 2009 г.

Сообщаются результаты экспериментального исследования электрического разряда в смеси 02 + N2 при одинаковых направлениях векторов электрического поля и скорости потока газа. Измерена концентрация озона при изменяющемся удельном энерговкладе.

ОВЧАРЕНКО М.К., СИНЯВСКИЙ В.В., ШЕСТЕРКИН А.Г. — 2009 г.

Рассматриваются термоэмиссионные реакторы-преобразователи (ТРП) на быстрых нейтронах с замедляющим нейтроны отражателем для перспективных ядерных энергетических установок (ЯЭУ) космического назначения. Этот класс ТРП имеет большие объемы активной зоны (от ~80 л и более) из условия обеспечения критичности, замедляющий отражатель формирует переменный спектр нейтронов по объему активной зоны и локальные неравномерности энерговыделения с характерными всплесками на периферии активной зоны. Задачи по профилированию распределения энерговыделения актуальны при обосновании выходных энергетических характеристик ТРП.

ГОНЧАРОВ В.Ф., ГРИБКОВ A.C., ПОПОВ А.Н., СИНЯВСКИЙ В.В., СОБОЛЕВ В.Я., ЮДИЦКИЙ В.Д. — 2009 г.

Применительно к космическим ЯЭУ с термоэмиссионным реактором-преобразователем большой мощности перед пуском в космосе необходимо расплавить литиевый теплоноситель. Экспериментально исследованы несколько схемно-технических решений расплавления литиевого теплоносителя при первом и повторных запусках ЯЭУ в космосе. Использование электронагревателей, питаемых от аккумуляторов или солнечных батарей, сложно, неэффективно и требует вспомогательных источников электроэнергии большой мощности. Применение дополнительного контура с легкоплавким теплоносителем в виде эвтектики натрий-калий-цезий обеспечивает фронтальное расплавление лития за счет тепла реактора, т.е. практически без затрат электроэнергии, но входящий в состав эвтектики цезий активируется в активной зоне. Более приемлемой оказалась система из длинномерных литиевых тепловых труб, зона испарения которых располагается в активной зоне реактора, а зона конденсации проложена вдоль магистральных трубопроводов с литием.

МЕНДЕЛЬБАУМ М.А., СИНЯВСКИЙ В.В. — 2009 г.

На основе построения схем замещения получены аналитические выражения и оценено электромагнитное взаимодействие многоэлементных электрогенерирующих каналов при последовательном и параллельном соединениях в термоэмиссионном реакторе-преобразователе (ТРП). Предложен метод определения эквивалентных параметров ТРП и его составляющих (полупакетов, пакетов, групп). Проанализированы переходные процессы в электрической схеме "ТРП-нагрузка". Показана возможность и исследованы условия возникновения высокочастотных колебаний (>1 МГц) напряжения между выходными шинами ТРП, предложены рекомендации по их исключению.

МЕНДЕЛЬБАУМ М.А., СИНЯВСКИЙ В.В. — 2009 г.

По полученным аналитическим выражениям исследованы переходные процессы в термоэмиссионном электрогенерирующем элементе при изменении электрической нагрузки с учетом электромагнитного взаимодействия его электродов и изолированного корпуса. Получены величины длительности переходных процессов и диапазонов характерных частот. Рассмотрена возможность возникновения высокочастотных колебаний большой амплитуды после обрыва цепи нагрузки с возможностью электрического пробоя коллекторной изоляции. Предложены меры для снижения амплитуды этих колебаний. Показана невозможность вывода из термоэмиссионного элемента в нагрузку энергии спектра СВЧ-колебаний с частотой 108-1010 Гц.

БОЧАРОВ Ю.Н., ВОРОНИН В.Н., КОРОВКИН Н.В., КРИВОШЕЕЕ С.И., ЛУБКОВ А.Н., ШИШИГИН С.Л. — 2009 г.

Рассмотрены вопросы, возникающие при экспериментальном определении электромагнитных параметров заземляющих устройств опор ВЛ при грозовых импульсах. К ним относится разработка экспериментального оборудования, методика проведения измерений в импульсном режиме и методы автоматизированной обработки результатов измерений для получения пригодных для инженерных расчетов математических моделей ЗУ.

ГРИБКОВ А.С., ЕВДОКИМОВ Р.А., ЛЕГОСТАЕВ В.П., ЛОПОТА В.А., МАКСИМОВ В.А., ОСТРОВСКИЙ В.Г., СИНЯВСКИЙ В.В., ТУГАЕНКО В.Ю. — 2009 г.

Описано построение и выбор основных технических решений транспортной системы на базе многоразового межорбитального буксира (ММБ) с ядерной энергетической установкой (ЯЭУ) с термоэмиссионным реактором-преобразователем и электроракетной двигательной установкой на основе холловских двигателей с анодным слоем. Рассмотрено его применение для доставки полезных грузов на геостационарную орбиту. При использовании ракеты-носителя тяжелого класса и ММБ с ЯЭУ мощностью 600 кВт и ресурсом семь лет стоимость доставки единицы полезного груза может быть снижена в три-четыре раза относительно традиционных разгонных блоков на химическом топливе.

БЕРКОВИЧ Ю.А., ГУЗЕНБЕРГ А.С., ЕРОХИН А.Н., КРИВОБОК Н.М., РОМАНОВ С.Ю., СИНЯК Ю.Е., СМОЛЯНИНА CO. — 2009 г.

Определены энергетические потребности для воспроизводства растительной части пищевого рациона космонавтов В. бортовых космических оранжереях. Рассмотрены направления увеличения энергетической эффективности выращивания растений в космических системах жизнеобеспечения. Описана компоновка конвейерной цилиндрической оранжереи, способной увеличивать удельную производительность на единицу потребляемой энергии на 30%. Предложена концепция витаминной оранжереи для Межпланетного корабля марсианского экспедиционного комплекса. При потребляемой мощности не более 10 кВт оранжерея с четырьмя цилиндрическими модулями может полностью обеспечить шесть человек экипажа витаминами С и А и на 15-20% потребность экипажа в витаминах группы В и основных минеральных элементах.