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

ДОМБРОВСКИЙ П.Э., ЖАРНОВ А.М. — 2007 г.

Анализируются механизмы взаимодействия ламинарного газового потока (скорость протока молекулярного газа до 10 м/с) с контрагированным плазменным безэлектродным образованием повышенного давления (порядка атмосферного). На основе решения системы уравнений движения и энергетического баланса (при удельном энерговкладе до 3 Дж/см3) для слабосжимаемого газа получены профили компонент скоростей и температуры газового потока. Показано, что плазменное образование (с поперечным размером до 6 мм и продольным до 30 мм) существенно влияет на формирование поля скоростей протекающего газа. Преимущественным механизмом теплообмена в направлении оси потока является принудительная конвекция. Скорость радиального отвода энергии на периферию определяется теплопроводностью. Представлены экспериментальные результаты осевого распределения температур для данного плазменного образования в воздухе, которые удовлетворительно согласуются с расчетом.

ВАРАКСИН А.Ю., ИВАНОВ Т.Ф., ПОЛЯКОВ А.Ф., ПРОТАСОВ М.В. — 2007 г.

Приведены ЛДА-измерения осредненных и пульсационных скоростей частиц стекла при их осаждении в гладкой и формованной лунками узких трубах. Эксперименты выявили снижение осевой составляющей осредненной скорости частиц и существенный рост пульсационных скоростей частиц при их движении в трубе с лунками.

ВИТОВСКИЙ О.В., КРАСОВСКИЙ В.А., КУЗНЕЦОВ В.В. — 2007 г.

В работе экспериментально исследовано влияние температурного напора на течение испаряющейся пленки жидкости, ограниченной линией смачивания или ребрами, на вертикальной поверхности нагрева. Опыты проведены при испарении фреона R11 в среде собственного пара на вертикальной медной пластине, в том числе при наличии оребрения. Осуществлялась визуализация течения. Проанализировано влияние интенсивности испарения в окрестности контактной линии жидкость–пар–стенка на условия разрыва пленки и форму образующегося ручейкового течения. Показано, что для ручейкового течения на поверхности нагрева имеет место не растекание жидкости, а ее стягивание вниз по потоку даже при равновесном краевом угле смачивания, близком к нулю. Причиной этого является интенсивное испарение жидкости в области контактной линии жидкость–пар–стенка, где пленка жидкости имеет минимальную толщину, изменение кривизны межфазной поверхности в этой области и установление теплового контактного угла. Определена зависимость теплового контактного угла от температурного напора. Выполнены динамические измерения локальной толщины стекающих пленок жидкости с помощью емкостного измерителя и проведен спектральный анализ волн, возникающих вследствие неустойчивости пленочного течения на поверхности испаряющейся пленки.

БАГИНСКИЙ А.В., ЛЯПУНОВ К.М., СТАНКУС С.В. — 2007 г.

PACS: 65.50.+m; 82.60.Fa; 83.80.Pc

ДМИТРИН В.И., МАЙДАНИК Ю.Ф. — 2007 г.

Приведены результаты экспериментальных исследований осциллирующей тепловой трубы (ОТТ), выполненной в виде замкнутого змеевика из медной капиллярной трубки с внутренним диаметром 2 мм и длиной 4.5 м и заполненной водой в количестве 50% от величины внутреннего объема. Изучены пусковые характеристики ОТТ в диапазоне тепловых нагрузок от 30 до 100 Вт при охлаждении ее путем естественной и вынужденной воздушной конвекции. Исследован характер температурных пульсаций в зонах нагрева, теплотранспорта и охлаждения. Установлено, что температурные пульсации имеют хаотический характер. При охлаждении ОТТ путем естественной конвекции с ростом тепловой нагрузки происходит увеличение максимальной температуры зоны нагрева при одновременном уменьшении величины неравномерности температурного поля. При охлаждении ОТТ путем вынужденной конвекции наблюдается снижение максимальной температуры зоны нагрева, однако при этом происходит увеличение амплитуды пульсаций температур и величины неравномерности температурного поля.

ЛЕБЕДЕВ Ю.А., ТАТАРИНОВ А.В., ЭПШТЕЙН И.Л. — 2007 г.

Исследовано влияние внешнего постоянного электрического поля на электродный микроволновый разряд в азоте при давлениях 1–5 Тор и падающих мощностях 20–170 Вт. Показано, что вольт-амперные характеристики разряда (ВАХ) по постоянному току нелинейные, причем нелинейностью, определяющей ВАХ, является плазменный слой у поверхности разрядной камеры. Получено качественное согласие измеренных ВАХ и рассчитанных на основе самосогласованной одномерной квазистатической модели СВЧ-разряда в системе электродов со сферической симметрией. Показано, что приложенное постоянное напряжение слабо влияет на характеристики разряда, но позволяет управлять потоками заряженных частиц на поверхность разрядной камеры.

БЕЛЬСКАЯ Э.А., КУЛЯМИНА Е.Ю. — 2007 г.

Сделаны обзор, анализ и обобщение работ по исследованию электросопротивления титана в твердом состоянии. Экспериментальные данные в высокотемпературной области -фазы 290–1150 К аппроксимированы уравнением, полученным в рамках приближения двухзонной модели, а в области -фазы – линейной зависимостью. Результаты расчетов выявили закономерности влияния степени дефектности кристаллической решетки за счет примесей и дислокаций на проводимость титана при высоких температурах.

ГОРБАЧУК Н.П., КИРИЕНКО С.Н., ОБУШЕНКО И.М., СИДОРКО В.Р. — 2007 г.

Методом смешения впервые была измерена энтальпия моно- и дисилицида эрбия в широкой области температур. На основании экспериментальных данных получены температурные зависимости теплоемкости, энтропии и приведенной энергии Гиббса соединений. Определены энтальпии и энтропии полиморфного превращения и плавления исследуемых соединений.

ШЕВЧУК И.В. — 2004 г.

Исследованы ламинарное течение и теплообмен в зазоре между диском и конусом, касающимся диска своей вершиной. С применением группового анализа уравнения Навье-Стокса и энергии приведены к автомодельному виду, позволившему получить их точное численное решение. Выполнены расчеты для случаев вращения конуса при неподвижном диске, вращения диска при неподвижном конусе, одновременного вращения диска и конуса с различными скоростями для нескольких значений показателя в степенном радиальном распределении температуры диска и числе Прандтля 0.71. Результаты расчетов для случая вращения конуса при неподвижном диске хорошо согласуются с известными экспериментальными данными.

2004

КАГАН Д.Н., КРЕЧЕТОВА Г.А., ШПИЛЬРАЙН Э.Э. — 2004 г.

Выполнен анализ устойчивости бинарного жидкометаллического сплава как гомогенной однофазной системы, обоснован критерий оценки внутренней согласованности термодинамических и структурных свойств, а также надежности экспериментальных данных об энергии Гиббса образования раствора АО и методов их аппроксимации, теоретических моделей, воспроизводящих поведение АО, в системах щелочных металлов. В основе анализа лежит построение корреляционной функции концентрационных флуктуаций S cc(0) = f (T, x i) на базе полученных экспериментальных данных в интервале температур 400 ≤ T ≤ 1200 К и концентраций 0 ≤ x i ≤ 1 для систем Cs-Na, K-Na, Cs-K.

МУЛЕНКО И.А., ХОМКИН А.Л., ШУМИХИН А.С. — 2004 г.

Введено новое для физики неидеальной атомарной плазмы понятие - “базовые химические модели”. В основе определения лежит требование полного соответствия выражения для свободной энергии в химической модели плазмы точным асимптотическим разложениям, полученным в большом каноническом ансамбле в рамках физической модели плазмы. Для трех базовых химических моделей, отличающихся выбором статистической суммы атома, найдены термодинамические функции, уравнение состояния и ионизационного равновесия. Проведено сопоставление с результатами экспериментов для неидеальной плазмы цезия и инертных газов. Показано, что наилучшее согласие с экспериментом демонстрируют результаты, полученные с помощью базовой химической модели со статистической суммой атома в приближении ближайшего соседа при классическом определении размера возбужденного атома.

БУФЕТОВ Н.С., ЗАЙЦЕВ Д.В., КАБОВ О.А., ЧЕВЕРДА В.В. — 2004 г.

Выполнено экспериментальное исследование разрыва пленки жидкости, стекающей по вертикальной пластине с нагревателем размером 150 × 150 мм. Основными варьируемыми параметрами в эксперименте являются число Рейнольдса Re = 0.47-331 и тепловой поток q = 0-1.92 Вт/см 2. Обнаружено, что воздействие теплового потока на волновое движение пленки жидкости приводит к формированию струйного течения. Сухие пятна образуются в области тонкой пленки между струями. С целью исследования влияния волнообразования на разрыв пленки расстояние между соплом и нагревателем изменяется от 41.5 до 200 мм. Установлено, что расстояние между соплом и нагревателем определяет гидродинамику жидкости при сравнительно малых тепловых потоках, но не оказывает заметного влияния на тепловой поток, при котором происходит разрыв пленки. Для исследования влияния краевого угла смачивания на разрыв пленки в экспериментах используются различные рабочие жидкости и покрытия рабочей поверхности. Равновесный краевой угол смачивания измеряется методом “пузыря”. Влияния равновесного краевого угла смачивания на неизотермический разрыв пленки не обнаружено.

ЛУГУЕВ С.М., ЛУГУЕВА Н.В. — 2004 г.

Проведены экспериментальные исследования теплопроводности поликристаллов ZnS, ZnSe, CdTe. Рассмотрены механизмы, ограничивающие теплопроводность в образцах, полученных рекристаллизационным прессованием, осаждением из паровой фазы и подвергнутых дополнительной деформации. Обнаружены аномалии на температурных зависимостях теплового сопротивления исследованных образцов, обусловленные особенностями их фононных спектров, изменением вклада продольных и поперечных фононных ветвей в теплоперенос в области температур Дебая и выше.

БЫКОВА Н.Г., ВАСИЛЬЕВСКИЙ С.А., КОЛЕСНИКОВ А.Ф. — 2004 г.

Приведены результаты измерений температурных характеристик дозвуковых потоков воздушной и кислородной плазмы, генерируемых 100-киловаттным индукционным плазмотроном ВГУ-4 ИПМ РАН. По абсолютным интенсивностям спектральных линий атомов кислорода и азота измерены средние по диаметру плазменной струи температуры заселенностей атомных уровней (далее - атомная температура) в зависимости от параметров режима генерации: давления газа в интервале 25-200 ГПа и мощности по анодному питанию в пределах 29-72 кВт. Для некоторых режимов генерации получены распределения атомной температуры плазмы (T a) вдоль струи. Для ряда режимов генерации воздушной и кислородной плазмы получены радиальные распределения атомной температуры. При их сопоставлении с температурными профилями, полученными из расчета течений равновесной плазмы в разрядном канале, обнаружено расхождение температурных контуров при значениях температуры в центре потока, превышающих 8000 К.

ПЕЛЕЦКИЙ В.Э., ШУР Б.А. — 2004 г.

Приведены результаты измерений интегральной излучательной способности (ε th) сплавов на основе титана, легированного алюминием и ванадием. Рассмотрено поведение политермы излучательной способности в окрестности полиморфного превращения, а также температурная зависимость в области β-фазы. Для исследования температурных особенностей излучательной способности титановых сплавов в интервале температур 1100-1700 K применен метод электронного нагрева в условиях безмасляного вакуума. Обсуждается влияние концентрации алюминия и ванадия на величину излучательной способности титана. Показано, что присутствие алюминия в качестве легирующего элемента, стабилизирующего α-фазу, расширяет температурную область полиморфного превращения и повышает абсолютные значения интегральной полусферической излучательной способности. Присутствие ванадия в качестве стабилизатора β-фазы, напротив, “сужает” температурный интервал полиморфного превращения и снижает величину ε th в этом интервале. Представлены аппроксимирующие уравнения для всех исследованных сплавов в области β-фазы. Проведено сопоставление полученных результатов с имеющимися данными. Предельная относительная погрешность экспериментов оценивается в 2.5%.

АРТЕМОВ В.И., БОРЗЕНКО В.И., ДУНИКОВ Д.О., ЛАЗАРЕВ Д.О., МАЛЫШЕНКО С.П., ЯНЬКОВ Г.Г. — 2004 г.

Предложена математическая модель процессов тепломассообмена в металлогидридном аккумуляторе водорода. Представлены результаты расчетов процесса абсорбции водорода из газовой смеси, в том числе в режиме короткоцикловой абсорбции. Проведен анализ влияния свободноконвективного течения газа в балластном объеме при различной ориентации модуля. Показано, что в условиях работы рассматриваемого металлогидридного устройства ориентация модуля оказывает заметное влияние на скорость абсорбции и интегральные характеристики аккумулятора.

КОПТЕЛОВ А.А. — 2004 г.

Приведены результаты численного моделирования прогрева разлагающихся композиционных материалов на полимерной основе в высокотемпературном газовом потоке. Получены количественные оценки влияния термодинамических и кинетических параметров процесса разложения на расчетные значения минимально необходимых толщин полимерных теплозащитных покрытий, определяемые из условия достижения предельно допустимой температуры на поверхности защищаемого объекта в течение заданного времени теплового воздействия.

ЛОНДЕР Я.И., УЛЬЯНОВ К.Н. — 2004 г.

Рассмотрена задача о влиянии распыленных с анода атомов на течение быстрых катодных ионов в вакуумном разряде при относительно невысоких (-100 А/см 2) плотностях тока. Для решения задачи применялась модель мгновенной ионизации и модель, учитывающая конечную длину ионизации. В расчетах определена граница области устойчивого прохождения тока в зависимости от плотности тока дуги, плотности потока распыленных атомов и их скорости. Показано, что в изученном диапазоне токов нецелесообразно учитывать давление быстрых ионов в уравнениях движения и баланса энергии, поскольку эти ионы практически не сталкиваются друг с другом за время пролета разрядного промежутка. Расчеты позволили определить границу применимости модели мгновенной ионизации, за пределами которой необходимо учитывать динамику процесса ионизации атомов в прианодной области.

КАБОВ О.А., ЧИННОВ Е.А. — 2004 г.

Выполнено экспериментальное исследование теплообмена при течении пленки воды по вертикальной поверхности с нагревателем размером 150 × 150 мм в диапазоне значений чисел Рейнольдса от 1 до 45. Построена карта режимов течения пленки жидкости, выделены области теплообмена. Получены данные по зависимости температуры стенки нагревателя и локального теплового потока на оси симметрии нагревателя от продольной координаты. Измерены локальные коэффициенты теплоотдачи. Проведено сравнение опытных данных с численными расчетами для гладкой пленки. Проанализировано влияние формирования струйных течений на теплообмен к пленке жидкости.