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

ЕРШОВ А.П., СУРКОНТ О.С., ТИМОФЕЕВ И.Б., ЧЕРНИКОВ В.А., ШИБКОВ В.М. — 2004 г.

Методом скоростной фоторегистрации изучена динамика распространения импульсного поперечного разряда в сверхзвуковых струях. Показано, что поток не разрушает разрядный канал, а сносит его, определяя скорость распространения и, соответственно, конфигурацию разрядного канала. В силу того что в поперечном разряде всегда существует часть канала, перпендикулярная потоку, такой разряд принципиально не может быть стационарным. Протяженность разряда вдоль потока ограничена повторными пробоями, связанными с одним из двух механизмов неустойчивости. Первый механизм обусловлен неустойчивостью, вызванной внешней электрической цепью, при этом повторный пробой является следствием, а не причиной колебательного характера горения разряда. В режиме генератора тока, когда характеристики внешней цепи не влияют на разряд, собственно повторный пробой представляет собой механизм неустойчивости разряда. При этом он происходит, как правило, между анодной и катодной частями разрядного канала.

ЕРШОВ А.П., КАЛИНИН А.В., СУРКОНТ О.С., ТИМОФЕЕВ И.Б., ЧЕРНИКОВ В.А., ШИБКОВ В.М. — 2004 г.

Спектроскопическими и зондовым методами измерены микроскопические параметры плазмы импульсного и стационарного поперечного разрядов в сверхзвуковой струе воздуха, истекающей в затопленное пространство. Измерения проведены для числа Маха потока М = 2, давлений затопленного пространства p = 5-30 кПа, степени нерасчетности струи n ~ 2 и разрядных токов I = 1-10 А. Для режима разряда, близкого к режиму генератора тока, измерены зависимости средних значений температуры газа, концентрации заряженных частиц и приведенного электрического поля от разрядного тока. Измеренные значения температуры газа лежат в диапазоне 1-3 кК, концентрации заряженных частиц - 10 13-10 14 см -3, приведенного электрического поля 40-20 Тд. Аксиальное распределение температуры характеризуется высокими значениями температуры уже на малых расстояниях от электродов и медленным спадом вдоль потока.

ЕРШОВ А.П., СУРКОНТ О.С., ТИМОФЕЕВ И.Б., ЧЕРНИКОВ В.А., ШИБКОВ В.М. — 2004 г.

В режиме, близком к режиму генератора тока, изучена пространственно-временная эволюция распределения потенциала в импульсном поперечном разряде в сверхзвуковой струе воздуха. Измерены зависимости напряженности продольного электрического поля и диаметра разрядного канала от тока для различных давлений в струе. Показано, что напряженность электрического поля падает с повышением тока разряда по степенному закону, причем показатель степени близок к показателю степени для сильноконтрагированного тлеющего или дугового разряда в отсутствие потока. Увеличение тока сопровождается прежде всего ростом сечения разрядного канала. Изучены характеристики колебательного режима горения разряда для источников питания разряда, близких к режиму генератора тока. Дана интерпретация найденных зависимостей периода колебаний от внешних параметров разряда - тока, давления и межэлектродного расстояния. Получено выражение, описывающее максимальную протяженность разряда вдоль потока в случае неустойчивости, определяемой внешней электрической цепью. Дальнейшее увеличение протяженности возможно только при переходе к источникам питания, близким к генераторам тока; в этом случае протяженность ограничивается механизмом повторных пробоев.

ДАМЯНОВА М., ЗАРКОВА Л., ФОКИН Л.Р. — 2004 г.

Для группы разреженных газов, состоящих из квазисферических молекул с тетра- и октаэдрической симметрией, выполнено обобщение опытных данных по второму вириальному коэффициенту и вязкости на основе потенциалов Леннарда-Джонса (m-6) с четырьмя и тремя параметрами. Проведен анализ корреляций параметров потенциалов со структурными характеристиками молекул и критическими температурами веществ. Параметры трехпараметрического потенциала Леннарда-Джонса (m-6) для девяти молекул CH 4, CF 4, CCl 4, C(CH 3) 4, SiCl 4, Si(CH 3) 4, SF 6, MoF 6, WF 6 включены в информационно-вычислительную базу знаний ЭПИДИФ (эпитаксия и процессы диффузии) по транспортным свойствам разреженных газов и газовых смесей.

СЕМЁНОВ А.М. — 2004 г.

ДОМБРОВСКИЙ Л.А. — 2004 г.

Предложены теоретические модели, объясняющие сильное рассеяние видимого и инфракрасного излучения в керамике из полых микросфер и основанные на предположении о преимущественном рассеянии излучения в зонах контакта соседних микросфер. В одной из моделей для оценки транспортного коэффициента ослабления используется аппроксимация результатов расчетов по теории Ми, в другой модели, дающей примерно такие же результаты, - решение для рассеяния излучения хаотически ориентированными пластинами. Применимость предложенного теоретического описания и полученных приближенных формул подтверждается путем сравнения расчетных значений спектрального коэффициента диффузии излучения с экспериментальными данными для двух видов теплоизоляционной керамики из полых сферических частиц оксида алюминия.

УРУСОВ Р.М., УРУСОВА Т.Э. — 2004 г.

Рассматривается возможность применения метода фиктивных областей для расчета характеристик электрической дуги в многосвязной области. Анализ полученных результатов свидетельствует о правомерности применения указанного метода.

ЖЕРЕБЦОВ В.А. — 2004 г.

Разработана математическая модель неравновесных приэлектродных областей непрерывного оптического разряда, горящего в межэлектродном зазоре термоэмиссионного преобразователя энергии лазерного излучения в электрическую энергию, не содержащая ряда ограничений ранее предложенной аналитической теории. Исследована структура приэлектродных областей. Выявлены особенности распределения параметров плазмы при различных температурах электронов. Получены граничные условия на приэлектродных границах равновесного ядра непрерывного оптического разряда для уравнений, описывающих распределения температуры плазмы и электрического потенциала в ядре разряда.

АРНОЛЬДОВ М.Н., ИВАНОВСКИЙ М.Н., МИЛОВИДОВА А.В., МОРОЗОВ В.А. — 2004 г.

Исследовалась проницаемость водорода через расплав свинца и висмута эвтектического состава, а также растворимость водорода в этом расплаве в интервале температур 425-810°С и давлений водорода 1-3 кг/см 2. Приведено описание установки и методики проведения экспериментов. На основании расчетного значения коэффициента диффузии водорода в расплаве оценена растворимость водорода в сплаве.

СУРЖИКОВ С.Т. — 2004 г.

Представлена основанная на имитационном методе Монте-Карло трехмерная модель излучения струй продуктов сгорания ракетных двигателей. Рассмотрены две задачи определения направленного спектрального излучения струй ракетных двигателей: собственное излучение многоблочных струй и рассеяние конденсированной фазой продуктов сгорания солнечного излучения, падающего на одиночную или многоблочную струю под произвольным углом. Разработанная модель позволяет проводить расчет спектральной излучательной способности с усреднением вращательной структуры молекулярного спектра испускания двух- и трехатомными молекулами продуктов сгорания в спектральном диапазоне 0.1-10 мкм. Представлены результаты расчетов спектральной и интегральной способности светорассеивающих струй ракетных двигателей различных конфигураций, содержащих частицы Al 2O 3 со средним радиусом 2 мкм, в инфракрасной области спектра 2-5 мкм.

ЗУБКОВ П.Т., КАЛАБИН Е.В., КАНАШИНА М.В. — 2004 г.

Численно исследована нестационарная естественная конвекция в квадратной полости, расположенной под углом а (0-90°) к горизонту. Одна из сторон полости поддерживалась при постоянной температуре, другая, противоположная первой - при изменяющейся по синусоидальному закону температуре, в среднем за период меньшей, чем сторона с постоянной температурой. Две другие стороны полости полагались адиабатическими. Численные решения получены при значениях числа Грасгоффа 5 × 10 5, числа Прандтля, равном единице, в широком диапазоне изменения частоты колебаний температуры одной из стенок квадратной полости. Результаты получены методом контрольного объема на основе алгоритма SIMPLER [1].

ВАРАКСИН А.Ю., ИВАНОВ Т.Ф. — 2004 г.

Экспериментально исследованы распределения скоростей воздуха и твердых частиц в псевдоламинарном пограничном слое, развивающемся на поверхности цилиндра с полусферическим торцем. Эксперименты отчетливо выявили существенный рост пульсаций скоростей частиц в пристенной области пограничного слоя. Получены данные по снижению концентрации частиц вблизи стенки модели по сравнению с ее значением во внешнем течении.

БАШАРИН А.Ю., БРЫКИН М.В., МАРИН М.Ю., ПАХОМОВ И.С., СИТНИКОВ С.Ф. — 2004 г.

Реализована экспериментальная методика с импульсным лазерным нагревом, позволяющая исследовать фазовые превращения в графите и исключающая гомогенную конденсацию пара углерода над образцом. Получены данные по температуре плавления графита и температуре кристаллизации жидкого углерода при давлении 15 МПа. Выявлено отсутствие отличия температуры плавления графита при скорости нагрева 100 МК/c и кристаллизации жидкого углерода при скорости охлаждения ванны расплава 1.6 МК/с, свидетельствующее о квазиравновесности процесса плавления. На этом основании температурные данные осреднены единым значением 4800 ± 100 K. Показано, что при кристаллизации углеродного расплава в жидкой пленке толщиной 5 мкм на графитовой подложке образуется высокоупорядоченный графит с кристаллитами, достигающими 250 мкм.

МОЛОТКОВ В.И., ПЕТРОВ О.Ф., ПУСТЫЛЬНИК М.Ю., ТОРЧИНСКИЙ В.М., ФОРТОВ В.Е., ХРАПАК А.Г. — 2004 г.

Представлены результаты экспериментальных исследований пылевой плазмы в стратах тлеющего разряда постоянного тока. Описаны характерные виды плазменно-пылевых структур, образующихся из пылевых частиц сферической и сильно асимметричной формы. Приведены результаты наблюдения самовозбуждающихся пылеакустических волн, а также волн большой амплитуды, генерируемых при импульсном газодинамическом воздействии. Излагается метод измерения зарядов пылевых частиц, левитирующих в стратах, метод измерения радиального поля сил, действующих на пылевые частицы в плазменной ловушке. Затрагивается вопрос о методах исследования плазменно-пылевых структур в условиях микрогравитации.

КУРБАЦКИЙ А.Ф. — 2004 г.

Численно исследуется различие в турбулентной диффузии между активным скаляром (тепло) и пассивным скаляром (масса) в термически устойчивой стратифицированной среде. Рассмотрена осесимметричная задача о формировании турбулентного циркуляционного течения над нагретым диском и о турбулентной диффузии пассивного скаляра (примеси) от непрерывного поверхностного источника в устойчивой стратифицированной среде. Результаты показывают, что термическая стратификация вызывает большие различия в коэффициентах турбулентного обмена между активным скаляром (теплом) и пассивным скаляром (массой). Это означает, что используемое в обычных моделях турбулентности предположение об идентичности коэффициентов турбулентной диффузии тепла и массы дает существенные ошибки при оценке тепло- и массопереноса в термически устойчивой стратифицированной среде.

ГРИЦЕНКО М.Ю., ПОКУСАЕВ Б.Г., ТАИРОВ Э.А. — 2004 г.

Представлены результаты экспериментального исследования нестационарных процессов в канале с пористой средой при фильтрации парожидкостного потока, при инициировании возмущений давления путем вдува пара или неконденсирующихся газов от постороннего источника. Изучены особенности распространения волн давления в пористой среде по отношению к динамическим процессам в свободной от засыпки круглой трубе. Измеренные в ходе экспериментов значения скорости распространения волн давления малой амплитуды в канале с шаровой засыпкой соответствуют расчетным значениям равновесной скорости звука для парожидкостной среды, и этот результат получен впервые.

ДОМБРОВСКИЙ Л.А. — 2004 г.

Предложена теоретическая модель распространения инфракрасного излучения в полупрозрачной жидкости с пузырьками газа, которая включает приближенное описание радиационных характеристик и переноса излучения в дисперсной системе. Проведены расчеты для слоя воды с пузырьками пара при освещении тепловым излучением внешнего источника. Показано, что для реальных значений параметров рассеяние излучения пузырьками может приводить к поглощению теплового излучения в значительно более тонком слое воды. Обсуждается возможное применение полученных результатов при решении сопряженной задачи.

ДЕРЕВИЧ И.В., ШИНДЯПКИН А.А. — 2004 г.

На основе уравнения состояния Пенга-Робинсона построена модель растворимости высокомолекулярных углеводородов в сверхкритических флюидах. Для оценки коэффициентов в правилах смешения используется избыточная энергия Гиббса раствора. Этот подход позволяет самосогласованным образом корректировать коэффициенты в правилах смешения в зависимости от концентрации растворяемого вещества, температуры и давления. Результаты расчетов сопоставляются с экспериментальными данными. Оценивается растворимость жирных кислот в сверхкритическом диоксиде углерода.

САГАДЕЕВ В.В., САГАДЕЕВ Е.В. — 2004 г.

Продолжена разработка эмпирического метода расчета теплоты сгорания органических соединений и, в частности, углеводородов различного строения по аддитивной схеме на основе их химической структуры.

ДЬЯКОНОВ Г.С., ДЬЯКОНОВ С.Г., ЯСАВЕЕВ Х.Н. — 2004 г.

На основе нового метода расчета межмолекулярных функций распределения, предложенного в работе [1], рассчитаны различные термодинамические свойства двухатомных веществ (кислород, азот, этан). Показано хорошее согласование рассчитанных и экспериментальных данных.