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

О научном журнале«Теплофизика высоких температур»

Журнал Теплофизика высоких температур, основанный в 1963 году, – это один из самых известных российских журналов в области физической техники. В журнале затрагиваются следующие темы: проблемы изучения особенностей низкотемпературных плазм и процессов, протекающих в них; проблемы изучения термофизических особенностей веществ, в том числе, чистых веществ, смесей и сплавов, проблемы близости к критической температурной точке; уравнения состояния, фазового равновесия; явления тепло- и массообмена, в частности, обмена, происходящего путем вынужденной и свободной конвекции, процессы кипения и конденсации, процессы лучистого переноса и комплексного теплообмена; методы и инструменты, применяемые в экспериментальных методиках, высокотемпературные установки, применяемые в энергетике и т. д.

В журнале публикуются статьи известных российских ученых и зарубежных исследователей, в том числе, из бывшего Советского Союза, в области теплофизики высоких температур. В нем печатаются как оригинальные статьи, так и обзоры. Изменения текущих тенденций в области теплофизики находят детальное отражение в журнале. В журнале всегда публикуются результаты современных экспериментальных исследований; исследования, в которых приводится численное моделирование процессов комплексного теплообмена, газодинамического обмена и тепло- массопереноса; также в нем публикуются новейшие достижения в области теоретического описания свойств высокотемпературных сред.

Архив научных статейиз журнала «Теплофизика высоких температур»

  • АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ СУПЕРКОНДЕНСАТОРОВ С ВОДНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ

    АТАМАНЮК И.Н., ВЕРВИКИШКО Д.Е., ВОЛЬПЕРТС А., ДОБЕЛЕ Г.В., САМЕТОВ А.А., ШКОЛЬНИКОВ Е.И., ЯНИЛКИН И.В. — 2015 г.

    Получены активированные угли на основе древесины, обладающие оптимальными характеристиками для применения в суперконденсаторах с электролитом на основе серной кислоты. Проведено комплексное исследование их свойств, включающее детальное изучение пористой структуры методом лимитированного испарения и электрохимических параметров активированных углей в составе суперконденсаторов. Установлены корреляции между режимными факторами при синтезе данных материалов, их пористой структурой и функциональными характеристиками суперконденсаторов на их основе. Высказаны предположения об особенностях формирования пористой структуры активированных углей, полученных методом термохимического синтеза с использованием щелочи в качестве активатора, и влиянии параметров синтеза на электрохимические характеристики суперконденсаторов.

  • АКУСТИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ В МНОГОФРАКЦИОННЫХ ПУЗЫРЬКОВЫХ ЖИДКОСТЯХ

    ГАФИЯТОВ Р.Н., ГУБАЙДУЛЛИН Д.А., НИКИФОРОВ А.А. — 2015 г.

    Исследуется распространение акустических волн в многофракционных смесях жидкости с парогазовыми и газовыми пузырьками различных размеров и разного состава с фазовыми превращениями. Дисперсная фаза состоит из N + M фракций, имеющих различные газы в пузырьках и отличающиеся радиусами пузырьков. Фазовые превращения учитываются в N фракциях. Общее объемное содержание пузырьков является малым (не более 1%). Записывается система дифференциальных уравнений движения смеси, выводится дисперсионное соотношение. Показано, что дисперсия и диссипация акустических волн во многом зависит от присутствия в составе дисперсной фазы пузырьков различных фракций. Установлено, что замена части парогазовых пузырьков в монодисперсной пузырьковой смеси с фазовыми переходами на пузырьки газа с другими теплофизическими свойствами в зависимости от сорта газа может приводить как к уменьшению, так и к увеличению коэффициента затухания в низкочастотной области.

  • АНАЛИЗ СИСТЕМЫ ВОДОРОДНОГО АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СРАВНЕНИИ С ДРУГИМИ СИСТЕМАМИ АККУМУЛИРОВАНИЯ

    МАЛЫШЕНКО С.П., СЧАСТЛИВЦЕВ А.И. — 2015 г.

    Приведены результаты сравнительного анализа системы водородного аккумулирования электроэнергии и других систем аккумулирования.

  • АТОМИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ В ДИОКСИДЕ УРАНА ПРИ ПРОЛЕТЕ ОСКОЛКА ДЕЛЕНИЯ

    СТАРИКОВ С.В. — 2015 г.

    Представлены результаты моделирования процесса образования дефектов в диоксиде урана при пролете ионов ксенона и циркония с характерными для осколков деления энергиями. В работе совмещены метод Монте-Карло и атомистическое моделирование. Это позволило реализовать новый подход к решению задачи о формировании первичных дефектов в ядерном топливе. В результате моделирования было обнаружено, что формирование дислокационных петель непосредственно в ходе пролета осколка деления является крайне маловероятным событием. Все первичные дефекты, образовавшиеся при атомистическом моделировании, являются точечными дефектами или кластерами из небольшого числа таких дефектов. Приведены оценки числа первичных радиационных дефектов на один акт деления урана.

  • ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ ПЛАЗМЫ КИСЛОРОДА И ПРОЦЕССА ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ ДЕСТРУКЦИИ ПЛЕНКИ ПОЛИЭТИЛЕНА

    КАДНИКОВ Д.В., РЫБКИН В.В., СМИРНОВ С.А. — 2015 г.

    Приводятся результаты исследований эффекта загрузки при воздействии низкотемпературной плазмы кислорода на поверхность пленки полиэтилена. С ростом количества обрабатываемого полимера в плазме уменьшаются удельные скорости расходования O2 и образования CO2, CO, H2O, H2, температура газа практически не меняется, увеличивается напряженность электрического поля. Рассматривается влияние газообразных продуктов на физические характеристики плазмы и скорости процессов с участием электронов, а также механизм реализации эффекта загрузки.

  • ВЛИЯНИЕ ВЫСОТЫ СЛОЯ НА ТЕПЛООБМЕН И КРИТИЧЕСКИЙ ТЕПЛОВОЙ ПОТОК ПРИ ИСПАРЕНИИ ЖИДКОСТИ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ДАВЛЕНИЙ

    ВАЙСС Д., ЖУКОВ В.И., НАГАЙЦЕВА Ю.В., ПАВЛЕНКО А.Н. — 2015 г.

    Представлены результаты экспериментального исследования теплообмена при испарении тонкого горизонтального слоя вакуумного масла ВМ-1С в условиях низких давлений. Проведен анализ опытных данных по зависимости плотности теплового потока от температурного напора, по критическому тепловому потоку в широком диапазоне изменения высоты слоя жидкости. Показано, что величина критического теплового потока увеличивается в узком диапазоне изменения высоты слоя более чем на порядок. Значения плотности критического теплового потока в слоях высотой меньше капиллярной постоянной описываются формулой Кутателадзе. С увеличением толщины слоя критический тепловой поток резко возрастает и при выходе на постоянное значение удовлетворительно согласуется с расчетными зависимостями Ягова и Ландау.

  • ВЛИЯНИЕ НАЧАЛЬНОГО СОСТАВА СМЕСИ МЕТАН–АРГОН НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И СОСТАВ ПЛАЗМЫ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА ПОСТОЯННОГО ТОКА

    БАРИНОВ С.М., ЕФРЕМОВ А.М., СЕМЕНОВА О.А. — 2015 г.

    Проведено исследование стационарных параметров и состава плазмы тлеющего разряда постоянного тока (p = 40–200 Па, i = 30–70 мА) в смесях CH4 Ar переменного состава методами зондовой диагностики и математического моделирования. Получены данные по влиянию начального состава плазмообразующей смеси на приведенную напряженность электрического поля, энергетическое распределение электронов, константы скоростей процессов при электронном ударе, стационарные концентрации и плотности потоков нейтральных и заряженных частиц.

  • ВЛИЯНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В ОКСИДЕ АЛЮМИНИЯ ПРИ ЕГО НАГРЕВЕ И ПЛАВЛЕНИИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

    БИТЮКОВ В.К., ПЕТРОВ В.А., СМИРНОВ И.В. — 2015 г.

    Проведено расчетно-теоретическое исследование роли величины коэффициента поглощения kl для концентрированного лазерного излучения в формировании поля температуры в процессе нагрева и плавления плоского слоя оксида алюминия. Математическая модель нестационарного совместного радиационно-кондуктивного переноса энергии рассматривает процесс нагрева плоского слоя в строгой постановке с учетом зависимости теплофизических свойств твердой фазы и расплава от температуры, а оптических свойств от температуры и длины волны, включает обобщенный подход к проблеме фазового перехода при плавлении с учетом образования протяженной двухфазной зоны и принимает во внимание абляцию с поверхности расплава. Максимальное время нагрева составляет 100 с. Величины kl охватывают диапазон от 200 см-1 до 1000 см-1. Представленные результаты относятся к плотности потока греющего излучения 600 Вт/см2. Отмечено образование двухфазной зоны в начале плавления, существующей в течение очень короткого промежутка времени. Обнаружены максимумы на зависимостях температуры нагреваемой поверхности от времени и максимумы на временных зависимостях толщины расплава. По времени они не совпадают, и время их появления зависит от величины kl. Показано, что особенности формирования температурных полей обусловлены как вкладом объемного излучения и поглощения потоков внешнего и собственного излучения, присущим всем полупрозрачным веществам при высоких температурах, так и спецификой оксида алюминия, у которого различие в величинах коэффициента поглощения расплава и твердой фазы в энергетически важной области спектра достигает двух порядков.

  • ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПЕРЕТОКА ТЕПЛА НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ДВИЖУЩЕМСЯ РЕБРЕ ПРИ СКАЧКООБРАЗНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООБМЕНА

    МОИСЕЕВА Л.А., ЧЕРКАСОВ С.Г. — 2015 г.

    На основе аналитического решения задачи о распределении температуры в бесконечном ребре со скачкообразным распределением коэффициента теплообмена на его поверхности при равномерном перемещении ребра относительно этого скачка исследовано влияние переноса тепла теплопроводностью вдоль ребра на продольное распределение температуры. Проведен анализ условий применимости полученных результатов.

  • ВЛИЯНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ СВЕРХЗВУКОВОГО ПОТОКА НА ТЕПЛОВОЙ ПОТОК К ПОВЕРХНОСТИ ЗАТУПЛЕННЫХ ТЕЛ

    ЕГОРОВ И.В., ПАЛЬЧЕКОВСКАЯ Н.В., ШВЕДЧЕНКО В.В. — 2015 г.

    Численно изучена зависимость возмущений давления и теплового потока к поверхности затупленных тел (цилиндр, эллипс, сфера) от периода пространственных возмущений сверхзвукового потока для различных чисел Рейнольдса. Показано, что малые возмущения скорости, температуры или плотности набегающего потока могут приводить к значительным возмущениям теплового потока к поверхности тела, тогда как возмущения давления остаются незначительными. С увеличением числа Рейнольдса и радиуса кривизны (т.е. для более затупленных тел) уровень возмущений теплового потока существенно возрастает.

  • ВЛИЯНИЕ ПУЛЬСАЦИЙ ПЛОТНОСТИ В ПОЛЕ СИЛЫ ПЛАВУЧЕСТИ НА ТЕПЛООБМЕН И ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРУБЕ ПРИ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ ДАВЛЕНИЯХ

    ВАЛУЕВА Е.П. — 2015 г.

    Рассчитаны режимы ухудшенной теплоотдачи (с пиками температуры стенки) при турбулентном подъемном и опускном течениях в вертикальной, а также в горизонтальной круглой трубе диоксида углерода при сверхкритическом давлении. Для расчетов использовалась система уравнений движения, неразрывности и энергии, записанных в приближении узкого канала. Решение этих уравнений проведено методом конечных разностей. Модель турбулентных напряжения и теплового потока учитывает влияние пульсаций плотности в поле силы плавучести и при наличии термического ускорения потока. Рассмотрены режимы с малым влиянием силы плавучести. Результаты расчетов изменения вдоль трубы температуры стенки и коэффициентов сопротивления хорошо согласуются с экспериментальными данными. Дано объяснение причин возникновения пика на распределении температуры стенки вдоль трубы в области, где температура жидкости близка к псевдокритической температуре.

  • ВЛИЯНИЕ ЧАСТИЦ НА ТУРБУЛЕНТНОСТЬ НЕСУЩЕГО ПОТОКА ГАЗА

    ВАРАКСИН А.Ю. — 2015 г.

    Проведен обзор результатов экспериментальных и расчетно-теоретических исследований влияния присутствия дисперсной фазы в виде частиц на параметры турбулентного течения несущей газовой фазы. Описаны и проанализированы основные физические механизмы влияния частиц различной инерционности на основные характеристики турбулентных потоков.

  • ВОЗДЕЙСТВИЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ НА ЗАЩИТНЫЕ ПЕСЧАНЫЕ ЭКРАНЫ РАЗЛИЧНОЙ ТОЛЩИНЫ

    БАЖЕНОВА Т.В., ГОЛУБ В.В., КОТЕЛЬНИКОВ А.Л., МИРОВА О.А. — 2015 г.

    В работе исследовано взаимодействие ударной волны со стенкой, защищенной слоем прессованного песка различной толщины. Песчаный экран располагался на расстоянии 0.1–12 cм от торца ударной трубы или глухо прикреплялся к нему. Сравнивалось ослабление отраженной ударной волны при взаимодействии с песчаным экраном в указанных двух случаях.

  • ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНОСОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ. ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ КРИВОЙ НАПРЯЖЕНИЯ НА РЕЖИМ РАБОТЫ ПЛАЗМОТРОНА

    ВАСИЛЬЕВА О.Б., КУЗНЕЦОВ В.Е., КУМКОВА И.И., РУТБЕРГ А.Ф., САФРОНОВ А.А., ШИРЯЕВ В.Н. — 2015 г.

    Рассмотрены особенности плазмотронов переменного тока со стержневыми электродами, явления и закономерности, наблюдаемые при их работе в широком диапазоне мощности 0.1–7 МВт. Исследован механизм повторного зажигания дуги в однофазном и трехфазном режимах работы плазмотрона. Приведены характерные различия данных процессов, существование которых объясняется сохранением концентрации носителей тока в межэлектродном промежутке в трехфазном режиме. Показано, что изменение напряжения повторного зажигания происходит в соответствии с изменением температуры поверхности электродов, при этом с ростом тока наблюдается насыщение температуры электрода и фиксируется постоянство напряжения повторного зажигания. Особое внимание уделено анализу внешних характеристик плазмотронов в различных режимах работы при использовании в качестве рабочего газа азота, водорода и аргона. Рассмотрено влияние физических параметров плазмы на форму кривых напряжения и вольт-амперных харарктеристик дуг, описана зависимость от них энергетических параметров плазмотронов.

  • ВСТРЕЧНЫЕ ЛИДЕРЫ В СИСТЕМАХ С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМ БАРЬЕРОМ

    КРАСИЛЬНИКОВ С.Ю., САМУСЕНКО А.В., СТИШКОВ Ю.К. — 2015 г.

    Рассмотрены особенности пробоя воздушных промежутков с твердыми диэлектрическими барьерами большого диаметра при импульсной подаче напряжения. Обычно для пробоя промежутков длиной 5–500 см необходимо предварительное замыкание стримерами промежутка, однако в рассматриваемых системах замыкание затруднено высокой длиной пути по воздуху в обход барьера. Результаты исследования позволяют предположить, что при большом диаметре барьера стримерно-лидерный переход происходит с обеих сторон барьера, затем пара лидеров распространяется вдоль барьера с разных его сторон вплоть до замыкания на краю барьера. Возможность стримерно-лидерного перехода при умеренных напряжениях (50–400 кВ) может быть обеспечена значительной величиной заряда, переносимого через стримерные каналы на поверхность диэлектрического барьера. Накопление значительного заряда на поверхности барьера оказывается возможным благодаря образованию пары пятен разнополярного поверхностного заряда – своеобразной электрической емкости.

  • ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРЕНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В КАМЕРАХ СГОРАНИЯ ТЭЦ

    АСКАРОВА А.С., БЕКЕТАЕВА М.Т., БЕКМУХАМЕТ А., БОЛЕГЕНОВА С.А., ГАБИТОВА З.Х., МАКСИМОВ В.Ю. — 2015 г.

    Был исследован процесс сжигания твердого топлива в реальной камере сгорания, где используется уголь зольностью выше 40% для минимизации вредного воздействия ТЭЦ на окружающую среду (ее загрязнения). Для моделирования и определения различных параметров течения процесса горения использовался пакет прикладных программ FLOREAN.

  • ВЯЗКОСТНО-ТЕРМОГРАВИТАЦИОННАЯ КОНВЕКЦИЯ И ТЕПЛООБМЕН В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОЛОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИЯХ

    ПОЛЯКОВ А.Ф. — 2015 г.

    Получены аналитические решения для стабилизированной смешанной ламинарной конвекции и теплообмена жидкости при различных тепловых граничных условиях на поверхностях вертикального плоского канала.

  • ВЯЗКОСТЬ ЛЕГИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗОМ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

    БЕЛЬТЮКОВ А.Л., ЛАДЬЯНОВ В.И., МЕНЬШИКОВА С.Г. — 2015 г.

    Исследованы температурные зависимости кинематической вязкости жидких сплавов Al–Fe с содержанием железа от 3.5 до 10 ат. %. Обнаружено ветвление политерм вязкости, полученных при нагреве и последующем охлаждении. Показано, что рост значений, наблюдаемый на политерме вязкости при нагреве расплава вблизи температуры ликвидуса, обусловлен седиментацией кристаллов Al3Fe при прохождении двухфазной зоны и последующим их плавлением.

  • ВЯЗКОСТЬ РАСПЛАВОВ FE90BXSI(10X)

    БЕЛЬТЮКОВ А.Л., ЛАДЬЯНОВ В.И., ШИШМАРИН А.И. — 2015 г.

    Исследованы температурные зависимости вязкости жидких сплавов Fe90Bx(10x) в режиме нагрева и последующего охлаждения. Температурные зависимости вязкости расплавов, полученные в режиме нагрева и охлаждения, совпадают (гистерезис отсутствует), имеют монотонный характер и описываются экспоненциальным уравнением Аррениуса. Получена концентрационная зависимость вязкости квазибинарной системы Fe90B10 Fe90Si10. При замене атомов кремния атомами бора значения вязкости расплава практически не изменяются.

  • ГЕНЕРАЦИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОКЛАСТЕРОВ И МИКРОЧАСТИЦ

    СМИРНОВ Б.М., СОН Э.Е. — 2015 г.

    Рассмотрены процессы, протекающие при генерации металлических кластеров нанометровых размеров, которые образуются из атомного металлического пара, полученного при нагревании металлических микрочастиц под действием микроволнового излучения или электронного пучка. Проанализировано уравнение теплового баланса для нагретой микрочастицы, которая теряет энергию в результате теплового излучения, испарения атомов с ее поверхности и переноса тепла в окружающем газе за счет теплопроводности. Получены численные данные в случае нагревания микрочастиц серебра и алюминия, обсуждаются прикладные аспекты рассматриваемого генератора пучков металлических кластеров.