Главная – Журналы – Поиск по журналам

Построена эволюционная интегральная модель для расчета толщины и расхода жидкости в турбулентно-волновой пленке, движущейся под действием силы тяжести и касательного напряжения трения газового потока. При выводе уравнений модели используются условно осредненные уравнения Навье-Стокса с турбулентной вязкостью, появляющейся при осреднении по высокочастотной (турбулентной) составляющей поля скорости. Описание турбулентной вязкости было предложено автором ранее в виде формулы с кубическим законом затухания в вязком подслое, с линейным поведением вдали от стенки и с учетом демпфирования турбулентности вблизи свободной поверхности пленки. Для линейных волн малой амплитуды выведено дисперсионное уравнение, дающее при малых числах Рейнольдса результаты, согласующиеся с известными расчетами по ламинарной интегральной модели.

Представленное исследование направлено на улучшение тепловой эффективности пленочного охлаждения путем размещения отверстия в V-образной поперечной траншее. Для его проведения одна из стенок поперечной траншеи была модифицирована путем добавления V-образного угла величиной 25°, 75° и 115°. Три полученных новых конструкции сравнивались по эффективности пристенной завесы с поперечной траншеей и обычным цилиндрическим отверстием (базовый случай). Основные параметры пленочного охлаждения, такие как тепловая эффективность охлаждения и общая потеря давления, исследовались при трех значениях параметра вдува: М = 0,5, 1,0 и 2,0. Таким образом, было изучено пятнадцать случаев с использованием уравнений Навье-Стокса, осредненных по Рейнольдсу, и замыкаемой RNG k-ε- моделью турбулентности. Получено хорошее совпадение результатов CFD-расчетов с экспериментальными данными для базового случая. Показано, что использование вдува через отверстия как в поперечной траншее, так и в V-образной, повышает эффективность пленочного охлаждения. Применение V-образной траншеи способствует уменьшению размера противовращающихся вихрей (CRV) и, следовательно, повышает эффективность пленочного охлаждения. Поперечная траншея типа V2 является наиболее предпочтительной для повышения эффективности пленочного охлаждения и снижения общих потерь давления.

Разработана двумерная математическая модель регенеративного теплообменника для системы вентиляции с периодическим изменением направления потока воздуха. Такая система позволяет значительно экономить тепловую энергию для обогрева жилого помещения в зимний период. Результаты расчетов по двумерной модели сопоставляются с расчетами по одномерной модели и с экспериментальными данными. Сформулировано определение энергетической эффективности в терминах снижения потери тепловой энергии. Показано, что эффективность регенеративного теплообменника может быть больше 90 %. Методом численного моделирования проведено параметрическое исследование и определено влияние рабочих и конструктивных параметров теплообменника на энергетическую эффективность его работы. В численных расчетах выявлена группа параметров, которые наиболее сильно влияют на энергетическую эффективность системы вентиляции, и даны рекомендации по их оптимизации.

Рассматривается влияние размера капель воды, температуры и скорости обтекаемой струи сухого воздуха на интенсивность испарения. С помощью систематических исследований с использованием тепловизора показано, что температура межфазной границы спонтанно меняется. Предполагается, что неравномерность температуры на поверхности обусловлена выходом нанопузырьков пара и может быть охарактеризована их скоростью истечения. Получены эмпирические закономерности интенсивности выхода пузырьков из капли как в зависимости от времени и диаметра, так и в критериальной форме.

Работа посвящена экспериментальному исследованию газификации твердого уротропина при фильтрации через него высокотемпературного потока углекислого газа. Показано, что с увеличением температуры фильтрующегося газа с 650 до 920 K время газификации уротропина снижается, скорость газификации возрастает от 0,38 до 1,25 г/с, что приводит к увеличению потока продуктов газификации уротропина. Максимально достигнутое значение массы продуктов газификации уротропина составило 0,8 г на 1 г входящего газа. В интервале температур 480 - 530 K наблюдалась интенсивная газификация уротропина, при этом температура выходящих из реактора газообразных продуктов практически не менялась. Количество неконденсируемых газообразных продуктов газификации не превышало 1 мас. % от исходной массы образца.

Объектом экспериментального исследования является паровой пузырек, образованный в недогретой жидкости в результате поглощения лазерного излучения, передаваемого в рабочий объем посредством тонкого оптоволокна. Эволюция пузырька характеризуется его быстрым ростом и схлопыванием с генерацией горячей затопленной струи. Рассмотрены некоторые особенности исследуемого процесса применительно к области медицины. В качестве рабочей жидкости используется физраствор. Показано, что при тех же условиях (мощность излучения, диаметр оптоволокна и начальная температура жидкости) размеры, которых достигает образующийся в физрастворе паровой пузырек, значительно меньше, чем в чистой воде. Выявлено существенное влияние формы наконечника оптоволокна на характер исследуемого процесса.

Рассматривается СВЧ-обработка снежно-ледяной массы, этапами которой являются нагрев и плавление. Поиск базовых закономерностей указанных процессов, которые лежат в основе оптимизации последних, управления, проектирования и др., предваряет построение математических моделей и их реализация аналитическими либо численными методами. В представленной работе построена нелинейная математическая модель двухфазной задачи Стефана для слоистой системы диэлектриков, позволяющая учесть зависимости диэлектрической проницаемости и других параметров среды от температуры, а также от параметров источника СВЧ-излучения.

Тонкие пленки поликристаллического кремния имеют широкое применение в полупроводниковой промышленности. Одним из методов получения таких структур на дешевых и легкоплавких подложках является металл-индуцированная кристаллизация, поскольку использование металла (например, золота) как катализатора в процессе кристаллизации аморфного полупроводника позволяет существенно снизить температуру отжига. Однако время металл-индуцированной кристаллизации составляет несколько десятков часов, в отличие от метода лазерно-индуцированной кристаллизации. В настоящей работе впервые предлагается объединить преимущества методов лазерно-индуцированной и золото-индуцированной кристаллизации. Авторами получены режимы лазерной обработки тонких пленок нестехиометрического оксида кремния (a-SiO_0,1) с использованием излучения наносекундной длительности с длиной волны инфракрасного диапазона, обеспечивающие формирование поликристаллического кремния.

В представленной работе с помощью искусственной нейронной сети исследуется теплопроводность систем хладагентов из трех различных гидрофторолефинов: R1234yf, R1234ze (E) и R1233zd(E). Всего для обучения и тестирования модели было использовано 4395 точек данных по теплопроводности жидкости и пара при различных температурах (в диапазоне от 241,92 до 344,46 K) и давлениях (в диапазоне от 0,068 до 21,73 МПа). Во входном слое использовалось пять нейронов, в скрытом слое - пятнадцать, в выходном слое - один. На скрытом и выходном слоях сети применялись соответственно алгоритм байесовской регуляризации обратного распространения ошибки, а также логарифмическая сигмоидная передаточная функция и линейная передаточная функция. В качестве входных переменных рассматривались температура, давление, реализованная мощность нагрева, фактор ацентричности и дипольный момент. Оптимальные величины параметров были получены методом поиска весов. Средние абсолютные относительные отклонения и коэффициент корреляции составили соответственно 1,48 и 0,9998. Таким образом, исследование показало, что модель искусственной нейронной сети представляет собой отличную альтернативу другим имеющимся моделям для точной оценки теплопроводности различных систем хладагентов.

На основе общего анализа разнородных источников сбросного тепла на ТЭС с учетом передового мирового и отечественного опыта создания парокомпрессионных и абсорбционных термотрансформаторов большой мощности показана возможность значительного сокращения тепловых потерь за счет интеграции в тепловые схемы существующих и проектируемых ТЭС абсорбционных тепловых насосов и холодильных машин различных конструкций и мощности. Предлагается провести комплексную оптимизацию станций путем создания систем внутристанционной тригенерации. Учитывая специфические условия работы конденсаторов паровых турбин, в качестве рабочих тел предлагается использовать более дешевые многокомпонентные водные растворы на основе соли LiCl, не уступающие по эффективности импортным растворам LiBr c антикоррозионными добавками.