научный журнал по физике Теплофизика высоких температур ISSN: 0040-3644

Архив научных статейиз журнала «Теплофизика высоких температур»

  • СТЕПЕНЬ ИОНИЗАЦИИ В ОКРЕСТНОСТИ КРИТИЧЕСКИХ ТОЧЕК КЛАССИЧЕСКИХ КУЛОНОВСКИХ СИСТЕМ

    ХОМКИН А.Л., ШУМИХИН А.С. — 2015 г.

    Для классических кулоновских моделей “заряженных шаров” и “с полочкой” рассмотрено ионизационное равновесие в окрестности критических точек обнаруженных в численных экспериментах фазовых переходов первого рода. Найдена степень ионизации и показано, что в окрестности критической точки она весьма мала. Сделан вывод о том, что обнаруженные фазовые переходы являются обычными переходами пар–жидкость, происходящими в газе нейтральных пар.

  • СТРУКТУРА И УСТОЙЧИВОСТЬ ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ В УСЛОВИЯХ НАГРЕВА В НАНОПОРАХ

    ШЕВКУНОВ С.В. — 2015 г.

    Методом компьютерного моделирования на молекулярном уровне исследовано влияние нагрева от 260 до 400 К на структуру и механизм формирования молекулярной пленки воды, адсорбированной на стенках плоского разлома шириной 2.5 нм в кристалле йодистого серебра. Адсорбция на стенке с отрицательными ионами в поверхностном слое существенно отстает от адсорбции на противоположной стенке с положительными ионами на поверхности. На начальной субмономолекулярной стадии адсорбированный материал при температурах, близких к точке замерзания, представляет собой сильно кластеризованный двумерный газ, содержащий большое количество пятизвенных циклов. Повышение температуры сопровождается сильным понижением степени кластеризации. Если при низкой температуре на поверхности стенок формируются пятна мономолекулярной пленки с четко очерченными краями, то в условиях повышенной температуры центры роста отсутствуют, покрытие стенок равномерное. Повышение температуры приводит к разрушению гексагональной структуры пленки, при этом сильно выраженная асимметрия в адсорбционной способности противоположных стенок сохраняется. Обсуждаются возможные последствия трансформаций в структуре для термодинамического поведения системы.

  • СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ ОГНЕСТОЙКОСТИ НАНОКОМПОЗИТОВ ПОЛИМЕР–ОРГАНОГЛИНА

    ДОЛБИН И.В., КОЗЛОВ Г.В., МИКИТАЕВ А.К. — 2015 г.

    В рамках концепции странной (аномальной) диффузии показано, что мгновенные скачки (“полеты Леви”) фронта горения из одной области полимерного материала в другую резко повышают горючесть этого материала. Уменьшение расстояния между частицами нанонаполнителя снижает интенсивность таких скачков, повышая тем самым огнестойкость материала. Увеличение фрактального времени горения приводит к интенсификации “полетов Леви” и наоборот.

  • ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНОГО ФЛЮИДА С ПОТЕНЦИАЛОМ EXP-6 НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ВОЗМУЩЕНИЙ

    БОГДАНОВА Ю.А., ВИКТОРОВ С.Б., ГУБИН С.А., ГУБИНА Т.В. — 2015 г.

    Разработана теоретическая модель уравнения состояния двухкомпонентного флюида с потенциалом взаимодействия exp-6, созданная на основе улучшенной версии теории возмущений. Предложена методика расчета избыточной энергии Гельмгольца двухкомпонентного флюида, основанная на применении преобразования Лапласа для функций распределения твердых сфер gi j(r), значительно сокращающая временные затраты, а также повышающая точность расчета по сравнению с методикой, использующей непосредственно функции gi j(r). На основе предложенной модели рассчитаны термодинамические параметры двухкомпонентной смеси гелия и водорода. Для устранения проблемы неаддитивности диаметров твердых сфер и получения лучшего согласия расчетных термодинамических параметров с данными компьютерного эксперимента по методу Монте-Карло исследовались различные схемы разделения потенциала взаимодействия между атомами гелия и молекулами водорода на базисную и возмущающую части.

  • ТЕПЛОЕМКОСТЬ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ФЕРРИТА ВИСМУТА

    КАЛЛАЕВ С.Н., МУРЛИЕВА Ж.Х., ОМАРОВ З.М., ПАЛЧАЕВ Д.К., РАБАДАНОВ М.Х., САДЫКОВ С.А., ФАРАДЖЕВА М.П. — 2015 г.

    Исследована теплоемкость нанокристаллического мультиферроика BiFeO3 в широком интервале температур 150–800 K. Обнаружено, что теплоемкость нанокристаллического феррита висмута в области температур 350–570 K заметно больше, чем у микрокристаллического образца. Показано, что температурная зависимость избыточной теплоемкости обусловлена проявлением эффекта Шоттки для трехуровневых состояний, возникающих вследствие структурных искажений. В области температур Т 720–750 K обнаружена характерная для фазового перехода аномалия теплоемкости, проявление которой зависит от размеров кристаллитов.

  • ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ СМЕСИ R-227EA (61.5 МАС. %)–R-134A (38.5 МАС. %) В ПАРОВОЙ ФАЗЕ

    ВЕРБА О.И., РАСЧЕКТАЕВА Е.П., СТАНКУС С.В. — 2015 г.

    DOI: 10.7868/S0040364414060192 Список литературы

  • ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ БАЗЫ ДАННЫХ: ОТ ТАБЛИЦЫ К ИНТЕРАКТИВНЫМ ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСАМ И “ОБЛАЧНЫМ” ШАБЛОНАМ

    КО Ч.К., ОЧКОВ В.Ф., УСТЮЖАНИН Е.Е., ШИШАКОВ В.В. — 2015 г.

    Выполнен анализ Интернет-ресурсов, содержащих информацию о теплофизических свойствах технически важных веществ. Рассмотрены базы данных, размещенные в Интернете рядом организаций (ОИВТ РАН, Стандартинформ, НИСТ, ИТФ СО РАН и др.). Предложены пользовательские функции и облачные шаблоны для расчета теплофизических свойств веществ и решения некоторых прикладных задач.

  • ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА СМЕСИ Н-ГЕКСАН–ВОДА ВБЛИЗИ КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ ЧИСТОГО РАСТВОРИТЕЛЯ

    АБДУЛАГАТОВ И.М., ОРАКОВА С.М., РАСУЛОВ С.М. — 2015 г.

    На основе экспериментальных РVTx-данных теоретически исследованы и проанализированы термодинамические и структурные свойства бинарной системы н-гексан–вода для десяти значений концентрации воды (0.166, 0.201, 0.234, 0.237, 0.347, 0.615, 0.827, 0.918, 0.935 и 0.964 мол. доли Н2) вдоль различных изохор. Измерения проведены методом пьезометра постоянного объема при температурах 303.65–690.55 K, плотностях 66.87–801.20 кг/м3 и давлениях вплоть до 65.7 МПа.

  • ТЕЧЕНИЕ И ТЕПЛООБМЕН В НЕДОРАСШИРЕННЫХ НЕРАВНОВЕСНЫХ СТРУЯХ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА: ЭКСПЕРИМЕНТ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

    ГОРДЕЕВ А.Н., КОЛЕСНИКОВ А.Ф., САХАРОВ В.И. — 2015 г.

    Представлены результаты экспериментального и численного исследования теплообмена на цилиндрической модели с плоским торцом радиусом 10 мм в недорасширенных струях диссоциированного углекислого газа при рабочих параметрах 100-киловаттного ВЧ-плазмотрона.

  • ТОЧНОЕ СООТНОШЕНИЕ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА КВАЗИКЛАССИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

    БОБРОВ В.Б., МЕНДЕЛЕЕВ В.Я., ТРИГЕР С.А. — 2015 г.

    DOI: 10.7868/S0040364415040055 Список литературы

  • ТУРБУЛЕНТНАЯ СВОБОДНАЯ КОНВЕКЦИЯ ВНУТРИ ПАРАЛЛЕЛЕПИПЕДА С НАГРЕВОМ ДВУХ ПРОТИВОПОЛОЖНЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТЕНОК

    ТЕРЕХОВ В.И., ЭКАИД А.Л. — 2015 г.

    Представлены результаты численного исследования трехмерной турбулентной свободной конвекция воздуха внутри параллелепипеда с равномерным нагревом двух противоположных вертикальных боковых стенок. Поперечное сечение объема было неизменным (квадрат), а степень удлинения варьировалась в широких пределах Ax = L/H = 0.1–5. Число Рэлея изменялось в диапазоне Ra = 109 1011. Изучено влияние геометрии объема на структуру трехмерного течения и теплоперенос для коротких и длинных полостей. Показано, что для протяженных объемов (Ах > 1.0) средний теплообмен можно рассчитывать по двухмерным моделям.

  • УПРАВЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ “НАМАГНИЧЕННОЙ” СФЕРЫ С ГИПЕРЗВУКОВЫМ ПОТОКОМ РАЗРЕЖЕННОЙ ПЛАЗМЫ

    КОЧУБЕЙ Г.С., ПИСЬМЕННЫЙ Н.И., ТОКМАК Н.А., ШУВАЛОВ В.А. — 2015 г.

    Проведен параметрический анализ, получены зависимости “магнитных” составляющих коэффициентов силы сопротивления и подъемной силы “намагниченной” сферы в гиперзвуковом потоке разреженной плазмы от угла между вектором скорости потока и вектором индукции собственного магнитного поля тела, а также от отношения магнитного давления к газодинамическому давлению потока плазмы. Показано, что изменение взаимной ориентации векторов магнитного поля тела и скорости набегающего потока является эффективным средством управления динамическим взаимодействием в системе “плазма–сфера” и позволяет реализовывать режим взаимодействия с ненулевым аэродинамическим качеством и режимы торможения и ускорения “намагниченной” сферы в гиперзвуковом потоке разреженной плазмы.

  • УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ СИЛЬНОПОРИСТОГО ВЕЩЕСТВА

    БЕЛЬХЕЕВА Р.К. — 2015 г.

    Предложено уравнение состояния для описания сильнопористого вещества. Пористое вещество рассматривается как простая термодинамически равновесная смесь, для которой выполняется гипотеза аддитивности объемов ее компонентов. Равновесное состояние определяется условиями равенства давлений, температур и скоростей составляющих смеси. При описании смеси используется модель взаимопроникающих и взаимодействующих континуумов. В модели учитывается наличие газа в порах. Единообразно (в форме уравнения Ми–Грюнайзена с коэффициентом Грюнайзена, зависящим от плотности) представлены уравнения состояния как твердого, так и газообразного компонентов. Путем представления функций в виде рядов Тейлора получены соотношения, позволяющие выражать параметры уравнения состояния пористого вещества через соответствующие параметры и массовые доли компонентов. Проведены численные расчеты ударно-волнового нагружения пористых меди, никеля, железа и смесей вольфрам–никель–медь. Показано, что полученное уравнение состояния достаточно точно описывает поведение сильнопористых веществ при распространении в них ударных волн.

  • ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ВЕЛИЧИН КРИТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КРИТИЧЕСКОГО ФЛЮИДА

    АЛЕХИН А.Д., БИЛОУС О.И. — 2015 г.

    В работе представлен новый феноменологический подход к оценке величин критических показателей критического флюида, которые характеризуются двумя составляющими: регулярной и флуктуационной. Установлена прямая взаимосвязь малых флуктуационных составляющих с критическими показателями теплоемкости и корреляционной функции. Исходя из такого феноменологического подхода, найден вид двух новых уравнений, связывающих критические показатели полевой и температурной зависимостей радиуса корреляции. Это позволило оценить величины всех критических показателей флуктуационной теории фазовых переходов.

  • ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ПЛАЗМЫ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ УФ–ВУФ-ЛАМПЫ НА СИСТЕМЕ ПОЛОС МОЛЕКУЛ ХЛОРИДА АРГОНА И ХЛОРА

    ГОМОКИ З.Т., ГРИЦАК Р.В., МИНЯ А.И., ШУАИБОВ А.К. — 2015 г.

    Приведены результаты экспериментального исследования характеристик двухволновой УФ–ВУФ-лампы на смеси аргона и паров фреона (CCl4) c накачкой наносекундным барьерным разрядом. Исследованы спектральные характеристики излучателя в области длин волн 160–300 нм, осциллограммы тока и напряжения. Проведена оптимизация интенсивности излучения полос 175 нм АrСl (В Х) и 258 нм Cl2 (D ? A ?) при варьировании от давления и парциального состава рабочей смеси Ar CCl4, а также условий зажигания наносекундного разряда с двумя диэлектрическими барьерами. Рассмотрены основные процессы образования молекулы хлорида аргона в барьерном разряде на основе смеси Ar CCl4.

  • ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ НА КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН ПРИ СТАЦИОНАРНОМ ЛАМИНАРНОМ ОБТЕКАНИИ МАСЛОМ М20 КРУГОВОГО ЦИЛИНДРА

    БАРАНОВ П.А., ЖУКОВА Ю.В., ИСАЕВ С.А., СУДАКОВ А.Г. — 2015 г.

    Конвективный теплообмен при ламинарном обтекании (Re = 60) маслом марки М20 и воздухом нагретого до 333 K кругового цилиндра с нанесенной на поверхность волнистой шероховатостью рассчитывается с использованием реализованных в пакете VP2/3 многоблочных вычислительных технологий решения уравнений Навье–Стокса и энергии в рамках процедуры коррекции давления. Показано, что при глубине шероховатости 1% в долях диаметра цилиндра теплоотдача от его поверхности в масле увеличивается на 21%, а теплогидравлическая эффективность на 17%.

  • ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЖЕКТОРА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОПЛОВОГО НАСАДКА ДЕТОНАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

    ГОЛОВАСТОВ С.В., КОРОБОВ А.Е. — 2015 г.

    Численно исследовано течение газа внутри эжектора при импульсно-периодическом воздействии детонационной волны. В качестве эжектирующего газа использовался поток за детонационной волной, выходящей из длинной детонационной трубки диаметром 20 мм. Начальные распределения скорости газа, давления, температуры и плотности задавались внутри детонационной трубки. Решались уравнения Навье–Стокса с использованием конечно-разностной схемы Roe второго порядка. Определены расход эжектируемого воздуха и тяга, создаваемая реактивным двигателем в пульсирующем режиме. Показано, что использование эжектора способно привести к увеличению тяги на 17%.

  • ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ СОВЕРШЕННОГО ГАЗА ВНУТРИ ВИБРИРУЮЩЕЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОЛОСТИ ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЯХ

    ГУБАЙДУЛЛИН А.А., ЯКОВЕНКО А.В. — 2015 г.

    Проведено численное исследование вибрационного воздействия на цилиндрическую полость, внутри которой находится вязкий совершенный газ. Границы полости поддерживаются при постоянной температуре, равной начальной. Задача решена в двухмерной осесимметричной постановке. Выполнено сравнение численного решения задачи с аналитическим в линейном приближении. Описаны нелинейные эффекты.

  • ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРЕНИЯ ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОТЛА

    АСКАРОВА А.С., БОЛЕГЕНОВА С.А., ГАБИТОВА З.Х., МАКСИМОВ В.Ю., МЕССЕРЛЕ В.Е., УСТИМЕНКО А.Б. — 2015 г.

    С использованием трехмерного моделирования проведено исследование процессов горения пылеугольного факела в топке котла БКЗ-75 Шахтинской ТЭЦ. Получены распределения вектора полной скорости, профили температуры и концентраций компонентов, в том числе и вредных веществ в объеме топки и на выходе из нее. Показано, что закрученные потоки аэросмеси, поступающие в топку через встречные горелки, создают объемное вихревое течение в ее центральной части. Благодаря интенсивному вихревому движению пылегазовых потоков существенно возрастает время пребывания частиц топлива в топке, что содействует его более полному выгоранию. Наиболее интенсивное горение происходит в центральной части топки. Максимальные значения концентраций продуктов сгорания в области установки горелочных устройств наблюдаются в сечении ядра факела. На выходе из топки концентрации вредных выбросов не превышают предельно допустимых концентраций, принятых на ТЭС.

  • ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУХМЕРНОЙ СТРУКТУРЫ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА В МОЛЕКУЛЯРНОМ АЗОТЕ С УЧЕТОМ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ КИНЕТИКИ

    СТОРОЖЕВ Д.А., СУРЖИКОВ С.Т. — 2015 г.

    Представлена двухмерная компьютерная модель тлеющего разряда в молекулярном азоте в осесимметричной геометрии. Структура тлеющего разряда описывается в рамках диффузионно-дрейфовой модели, а кинетические параметры используемой модели рассчитываются из решения кинетического уравнения Больцмана. Выполнены расчеты энергии, запасаемой в электронно- и колебательно-возбужденных уровнях молекул, и эффективности преобразования энергии электронов в джоулево тепло. В рамках поуровневой кинетики ангармонических осцилляторов рассчитываются заселенности колебательных уровней молекулярного азота.