Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассматриваются четыре варианта энергетического цикла с использованием углекислого газа в качестве рабочего тела при кислородном сжигании газообразного топлива. Во всех случаях подвод теплоты обеспечивается в зоне закритических параметров СО₂. Принципиальная разница в вариантах заключается в способе повышения давления рабочего тела. Подвод теплоты к циклу осуществляется в камере сгорания, а работа цикла связана с непрерывным обновлением рабочего тела, так как часть СО₂ и все водяные пары, полученные при сжигании топлива, выводятся за рамки цикла. В статье показано, что наиболее высоким термическим КПД, достигающим 64,5 %, обладают циклы с одноступенчатым повышением давления насосом. Установлены количественные оценки влияния термодинамических параметров на энергетические характеристики циклов.

Представлены результаты численного моделирования процессов горения газокапельной топливной смеси в потоке окислителя в условиях, типичных для гибридных ракетных двигателей. Исследовано влияние размера и частоты подачи капель топлива на полноту сгорания, температуру и положение диффузионного пламени в пограничном слое потока окислителя. Показано, что влияние капель жидкого топлива проявляется в локальном уменьшении температуры газа и повышении концентрации газообразного топлива в непосредственной близости от капель. Добавление капель в поток газообразного топлива приводит к незначительному уменьшению толщины пламени и его температуры, которые, однако, не испытывают крупномасштабных возмущений в результате движения капель и остаются практически стационарными.

Проведено экспериментальное исследование сжигания жидких углеводородов при их распыле струей перегретого водяного пара, углекислого газа и воздуха. На примере дизельного топлива получены результаты, направленные на выявление преимуществ использования в качестве распылителя-разбавителя перегретого водяного пара перед другими газами-разбавителями. Для этого изучались и сравнивались данные термопарных измерений, выполнялся газовый анализ промежуточных компонентов пламени при распылении топлива различными распылителями-разбавителями и проводилось сопоставление как полноты сгорания, так и вредных выбросов в конечных продуктах сгорания. Получено, что режим с воздушным распылением имеет более высокую температуру пламени (~ 150 °С) во всем измеряемом диапазоне по сравнению с паровым и углекислым распылением. При этом режимы с паром и углекислым газом имеют схожие температурные профили. Анализ уходящих газов показал, что при распылении паром снижение показателя NO_x достигает 25 и 70 % по отношению к углекислому газу и воздуху соответственно, что делает предпочтительным его использование в качестве распылителя-разбавителя при сжигании жидких топлив по сравнению с другими изученными газами.

Изучена проблема измерения геометрических параметров наледи методом фазовой триангуляции в ограниченном объеме с преломлением оптических сигналов. Для проведения данных исследований разработан алгоритм измерения и калибровки на основе указанного метода. Кроме того, для учета отражающих свойств наледи, условий внешнего освещения и обеспечения минимальной погрешности измерения геометрических параметров наледи разработаны программные комплексы для контроля качества работы измерительной системы с текущими параметрами и для расчета геометрических параметров наледи, а также программно-аппаратный комплекс для измерения геометрических параметров наледи методом фазовой триангуляции в ограниченном объеме с преломлением оптических сигналов. Измерительная система настроена для измерительного объема с характерным размером (100×100×60) мм. Достигнута погрешность измерения, равная 12 мкм. Проведены эксперименты по измерению геометрических параметров наледи, образованной на цилиндрической поверхности. Восстановлены значения локальной толщины наледи и статистическое значение толщины, составляющее 1,6 мм. Разработанные технологии могут быть использованы в экспериментах на аэродинамическом стенде по исследованию процессов обледенения, нацеленных на разработку методов борьбы с обледенением в различных областях промышленности.

В статье представлены результаты измерений коэффициентов теплопроводности сплава Pb-Na 20 ат. % и эвтектики (Pb-Bi)-Na 20 ат % при температурах 350 - 800 °С. Описана экспериментальная методика, представлены оценки перепадов температур в теплопроводящем подслое ТВЭЛов из исследованных сплавов.

Методом просвечивания образцов узким пучком гамма-излучения измерена плотность жидких фторида лития и смеси фторид лития - фторид натрия эвтектического состава (с содержанием 39 мол. % NaF) в интервале температур от ликвидуса до ~1280 K. Проведено сравнение полученных результатов с имеющимися литературными данными. Исследование жидкой эвтектики LiF - NaF выполнено в существенно более широком интервале температур по сравнению с другими авторами, а полученные для нее значения объемного коэффициента теплового расширения являются, по-видимому, наиболее надежными.

Предложено новое термическое уравнение состояния для метана в явном виде, включающее кроссоверную функцию, новую регулярную и масштабную части с 22 регулируемыми коэффициентами в реальных переменных температура - плотность. Коэффициенты определены по массиву ρ, ρ, T -данных СH₄, данные по теплоемкостям C_v, C_p и скорости звука W не привлекались, кроме данных изохорной теплоемкости C_v в идеально-газовом состоянии и значения C_v при 100 K на ветви жидкости кривой равновесия жидкость - пар. В регулярной области расчетные величины C_v, C_p и W близки к экспериментальным и табличным значениям, в критической области расхождения с табличными величинами составляют не более 5 %, что связано с применением масштабного уравнения состояния. Среднее абсолютное отклонение описания давления СH₄ составляет 0,3 %, среднеквадратичная погрешность σ_p = 0,5 %, погрешность в C_v - не более 5 %. Результаты расчетов сравниваются с данными известных кроссоверных уравнений состояния для СН₄. Сделан вывод о предпочтительности предлагаемой модели уравнения состояния для расчетов теплофизических свойств метана.

В работе исследуется динамика роста газового пузырька в высоковязкой газонасыщенной жидкости (магматическом расплаве), подвергшейся декомпрессии. Предложена математическая модель процесса, представляющая собой совместную динамическую и диффузионную задачу. Найдено приближенное полуаналитическое решение, основанное на существовании квазистационарного состояния для процесса роста пузырька. Показано влияние тех или иных факторов на рассматриваемый процесс на всех его стадиях. В частности, проиллюстрирована существенная зависимость скорости роста пузырька от скорости декомпрессии. Показано, что на больших временах рост пузырька имеет автомодельный характер и происходит только в результате десорбции газа из окружающей его жидкости.

Рассмотрена модель зарождения кристаллической фазы на поверхности сферических частиц при охлаждении модифицированного расплава ниже температуры ликвидуса. Показана связь между величиной переохлаждения, размером зародышей, образующихся на поверхности частиц, и количеством затрачиваемой энергии. Проведено численное моделирование затвердевания модифицированного двухкомпонентного расплава алюминия в цилиндрическом тигле с рассмотрением термодинамических процессов, гетерогенного зародышеобразования и кристаллизации. Определены условия образования зародышей кристаллов размером как меньше, так и больше размеров частиц-затравок. Показано, что для эффективного модифицирования металла необходимо использование порошков с частицами максимально однородного размера. Достоверность предложенной модели подтверждена удовлетворительным совпадением результатов численного расчета с данными физического эксперимента.

Представлены результаты основных физических процессов, обеспечивающих работу полого катода вакуумных плазмотронов с формированием высокоэнтальпийной плазмы внутри полости. Взаимодействие плазмы с внутренней поверхностью катода определяет температурное поле полого катода и распределение тепловых потоков в вакуумном разряде. На формирование температурного поля в теле катода, кроме прикатодных процессов, оказывают значительное влияние условия теплообмена катода с окружающей средой, характеристики материала катода и его геометрические размеры. Исследования спектров излучения плазмы в полости катода показали, что появление линий спектра зависит от условий возбуждения и определяет границы энергии электронов, ускоренных в прикатодном слое.