Впервые проведено исследование влияния продольных (угол ориентации φ = 0) слотов (канавок) с разной глубиной h (число Рейнольдса Reh = 0 - 2000) на устойчивость сверхзвукового (М = 2) пограничного слоя на плоской пластине к естественным возмущениям первой вихревой моды неустойчивости, которая определяет ламинарно-турбулентный переход. Получено, что такие возмущения можно стабилизировать продольно расположенными слотами малой глубины (Reh < 2000), причем наибольшая стабилизация будет при числе Рейнольдса по глубине слотов Reh ≈ 1000.
М.А. Абрамов1,2, К.Ю. Арефьев1,2, А.В. Воронецкий2, И.М. Гришин1, С.В. Кручков1,2 1Московский физико-технический институт, Долгопрудный, Россия abramov.ma@mipt.ru 2Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия arefyev@rambler.ru
Ключевые слова: двухфазные течения, частицы, метод Лагранжа - Эйлера, плотность вероятности, среднеквадратичное отклонение, расходонапряженность, локально-непрерывное поле
Страницы: 87-102
Работа посвящена вопросам изучения случайно-статистических процессов в двухфазных течениях. Задачей настоящего исследования является получение новых расчетно-экспериментальных данных о влиянии заранее неопределенных факторов на траектории движения частиц, их сегрегацию и формирование локально-непрерывного поля расходонапряженности дисперсной фазы в сверхзвуковых турбулентных двухфазных потоках. Представлены результаты расчетно-экспериментального исследования особенностей течения двухфазного сверхзвукового потока. Разработан новый метод экспериментального исследования влияния случайно-статистических факторов на распределение частиц в высокоскоростном несущем потоке. Физическая основа предлагаемого эксперимента заключается в индикации расходонапряженности дисперсной фазы посредством адгезии частиц на преграду, установленную в потоке. С целью анализа сегрегации дисперсной фазы в потоке применен подход дискретно-непрерывного преобразования индивидуальных траекторий частиц в локально-непрерывное поле расходонапряженности потока дисперсной фазы. Определены значения эмпирических коэффициентов, являющихся следствием влияния случайно-статистических факторов на движение дисперсных частиц в двухфазном потоке. Полученные расчетно-экспериментальные данные вносят уточнение в прогнозирование распределения и сегрегации частиц дисперсной фазы размером 15÷40 мкм в сверхзвуковом несущем потоке.
Работа посвящена экспериментальному исследованию влияния многократного циклического нагружения давлением на ресурс и сорбционные характеристики композитного сорбента, гранулы которого состоят из селективно проницаемых по отношению к гелию микросфер, в качестве наполнителя и псевдобемита, в качестве пористого связующего. Для проведения исследования был спроектирован и изготовлен экспериментальный стенд, позволяющий моделировать различные режимы работы газоразделительных установок в диапазоне рабочих давлений до 10 МПа. Для гранулированного композитного сорбента выполнены циклические испытания посредством нагружения давлением с контрольными измерениями сорбционной способности сорбента по отношению к гелию. Установлено, что в условиях циклического нагружения в пределах от 1000 циклов и более при давлениях до 10 МПа композитный сорбент сохраняет свою целостность и сорбционные характеристики.
В статье представлены результаты экспериментальных исследований уничтожения инфицированных медицинских материалов с помощью низкотемпературной плазмы. Показана возможность использования плазменной технологии для переработки инфицированных медицинских отходов. При плазменном уничтожении указанных материалов происходит их гарантированное биологическое обеззараживание с получением химически инертного безопасного шлака.
Статья посвящена экспериментальному исследованию теплообмена и развитию кризиса при кипении на бифильной поверхности кремния, созданной с помощью комплекса методов, включая химическое осаждение из газовой фазы и лазерное текстурирование. Показано, что использование бифильной поверхности с предложенной конфигурацией гидрофобных зон на супергидрофильном основании приводит одновременно к интенсификации теплообмена на 60 % и повышению критического теплового потока на 76 % по сравнению с немодифицированной поверхностью.
30 января 2024 года исполнилось 100 лет со дня рождения академика РАН, осно-вателя научной школы по динамике и безопасности судовых ядерных энергетических установок, сотрудника Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН (1989 - 2022), начальника Севастопольского высшего военно-морского инженер-ного училища (СВВМИУ, 1971 - 1984), вице-адмирала А.А. Саркисова (1924 - 2022),
Авиационные двигатели являются источником значительных выбросов парниковых газов, в частности CO2. В связи с ужесточением норм эмиссии ведутся поиски путей сокращения выбросов CO2 авиацией. Одним из наиболее перспективных путей достижения этой цели является применение топлив из возобновляемых источников, например из растительного сырья. Для моделирования рабочего процесса камер сгорания авиационных двигателей при сжигании биотоплив и их смесей с нефтяными топливами требуется знание физико-химических свойств таких топлив. В данной работе проведен обзор существующих методик расчета физико-химических свойств кислородсодержащих биотоплив, включающих в себя эфиры, спирты и кетоны. Представленные методики валидированы на веществах, выступающих в качестве биодобавок к авиационному топливу, и проанализированы с точки зрения точности расчета и простоты их применения для исследования рабочего процесса в камерах сгорания.
А.А. Кузнецова1,2, Л.И. Крикунова1,2, Д.П. Порфирьев1,2, В.Н. Азязов1, А.М. Мебель3 1Самарский филиал Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, Самара, Россия malina-jun@yandex.ru 2Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С. П. Королева, Самара, Россия 3Международный университет Флориды, Флорида, США
Ключевые слова: полициклические ароматические углеводороды, 1-аценафтил, окисление, поверхность потенциальной энергии, константы скорости, относительные выходы
Страницы: 12-18
Представлены результаты теоретического исследования реакции окисления 1-аценафтила молекулярным кислородом. Молекулярные параметры и относительные энергии получены с использованием композитной расчетной схемы G3(MP2,CC)//B3LYP/6-311G(d,p), обеспечивающей химическую точность. Значения констант скоростей и относительные выходы продуктов реакции были рассчитаны с кинетической точностью при различных условиях в рамках теории RRKM с пакетом MESS. Предложенный механизм включает в себя конкурирующие пути реакции, из которых при высокой температуре и низком давлении доминирует канал, ведущий к отрыву атомарного кислорода, а при низких температуре и давлении - канал, ведущий к отрыву монооксида углерода.
Н.Т. Ярошенко, А.В. Швейкин, Т.В. Волкова
Российский научный центр «Прикладная химия» (ГИПХ), Санкт-Петербург, Россия dryaroshenkon@yandex.ru
Ключевые слова: однокомпонентное топливо, пористый катализатор, двухфазный поток, капиллярные силы, физико-химическая и математическая модели
Страницы: 19-27
В ракетной технике нашли широкое применение однокомпонентные топлива гидразин и пероксид водорода. Их внедрение связано с созданием катализаторов, инициирующих воспламенение и горение топлива при простом контакте с катализатором без предварительного подогрева. Очевидно, что первоначальным актом воспламенения является жидкофазное разложение однокомпонентного топлива на катализаторе. В противном случае топливо просто не могло бы воспламениться. Представлены физико-химическая и математическая модели жидкофазного каталитического разложения и последующего воспламенения однокомпонентного топлива в слое гранулированного катализатора.
Л.И. Крикунова1,2, А. Алина1,2, Д.П. Порфирьев1,2, В.Н. Азязов2, А.М. Мебель3 1Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С. П. Королева, Самара, Россия lubov_markova@inbox.ru 2Самарский филиал Физического института им. акад. П. Н. Лебедева РАН, Самара, Россия 3Международный университет Флориды, Флорида, США
Ключевые слова: ацетонитрил, метиновый радикал, нитрилы, квантовая химия, теория функционала плотности, метод связанных кластеров, поверхность потенциальной энергии
Страницы: 28-33
Представлены результаты теоретического исследования реакции метинового радикала (CH) с ацетонитрилом (CH3CN) - потенциально важного шага на пути к образованию гетероциклических азотсодержащих молекул в межзвездной среде и в атмосферах планет. Построен профиль поверхности потенциальной энергии, описывающий механизм образования как линейных, так и циклических продуктов. Геометрии, частоты колебаний и значения относительной энергии найденных структур определены с использованием явно коррелированного метода связанных кластеров и теории функционала плотности CCSD(T)-F12/cc-pVTZ-f12//ωB97xd/cc-pVTZ. В рамках теории Райса - Рамспергера - Касселя - Маркуса рассчитаны константы скорости и коэффициенты ветвления продуктов реакции в условиях глубокого космоса, соответствующих пределу нулевого давления при различных энергиях столкновения. Обнаружено, что относительные выходы продуктов реакции зависят от начального аддукта реакции.