Volume 62, Nº 2 (2024)

Рассмотрена внутренняя структура разрядной плазмы в капилляре с испаряющимися стенками из соединений СН₂ и СF₂. Полученные для центральной области экспериментальные данные позволяют выделить два пристеночных слоя (кольца) со своими особенностями состава плазмы и кинетики процессов переноса. Установлены механизмы радиального разделения компонентов смесей, начинающегося с термодиффузии в нейтральном газе у стенки и усиленного амбиполярной диффузией ионов углерода с электронами из ионизованного слоя пристеночной области. В результате движение к центру легкого компонента многократно ускоряется, а тяжелого замедляется так, что центральная область наполняется легким газом (ионами Н или С), а пристеночная ‒ преимущественно тяжелым (атомами и ионами С или атомами F). Определены направления дальнейшего исследования.

Предложено уравнение состояния для титана в форме аналитической функции давления от удельного объема и удельной внутренней энергии. Сопоставление результатов расчета ударных адиабат для образцов различной начальной плотности с имеющимися данными ударно-волновых экспериментов свидетельствует об адекватности описания термодинамических свойств объемно-центрированной кубической кристаллической фазы и расплава этого металла в области высоких давлений. Разработанное уравнение состояния может быть использовано при моделировании различных адиабатических процессов в веществе при интенсивных импульсных воздействиях.

На основании серии экспериментальных данных предлагается однопараметрическое описание температурно-барической зависимости эффективной теплопроводности гранитов в зависимости от ее значения при одной фиксированной температуре и атмосферном давлении. Предложенное описание довольно хорошо согласуется с экспериментальными данными в достаточно широком температурно-барическом диапазоне при отсутствии необратимых изменений в образцах в результате термобарического воздействия.

Впервые представлены экспериментальные результаты исследования температурных зависимостей энтальпии, теплоемкости и удельного электросопротивления карбонитрида гафния HfC_0.51N_0.32 в твердом, жидком состояниях и при плавлении в интервале температур 2500‒5500 К. Исследование выполнено с помощью метода быстрого (5‒10 мкс) импульсного нагрева током.

В статье по известным экспериментальным значениям краевых углов и поверхностной энергии жидких сплавов никеля с железом, хромом, ниобием на границе с твердым оксидом иттрия и сплавов никеля с хромом на границе с нитридом циркония вычислены поверхностные и межфазные энергии систем при определенных концентрациях компонентов.

В результате исследования дегазации на электроде при протекании импульса тока через электролит выделены режимы, когда газообразные продукты электролиза появляются взрывообразно. Кинетика дегазации исследована по возмущению электрического сопротивления между электродами. Экспериментальные результаты обобщены с применением теории электрокапиллярности и теории флуктуационного зародышеобразования газовой фазы.

В статье приводится исследование характеристического уравнения, возникающего в задаче нагрева (охлаждения) полого шара при граничных условиях первого рода, аналитическими методами. Полученные математические формулы позволяют рассчитать собственные значения µ_n данной задачи и определить численные значения безразмерной температуры. Также приводятся выражения для собственных функций K_n(ψ) и коэффициентов A_n. Для повышения точности расчета может быть использован простой принцип последующего приближения с помощью перехода к обратной функции.

Описаны пульсации температуры, возникавшие после выдержки образцов в атмосфере аргона при температуре около 3 кК, когда для увеличения времени выдержки свыше ~ 1 × 10³ с возрастание температуры образца компенсировалось ступенчатым уменьшением тока нагрева. Термограммы пульсаций представляли собой последовательность однотипных по форме импульсов длительностью 0.3–1 с; относительная амплитуда пульсаций температуры достигала ~ 1%. Обсуждаются причины возникновения пульсаций.

Предложен и экспериментально исследован новый подход к повышению эффективности коагуляции тонкодисперсных аэрозолей за счет формирования вихревых течений в неоднородном ультразвуковом поле. Установлено, что формируемые плоским излучателем в неоднородном ультразвуковом поле вихревые течения обеспечивают повышение эффективности коагуляции при воздействии на газодисперсный поток, инжектируемый в коагуляционную камеру при скорости до 0.2 м/с. При ее превышении нарушается структура суммарного поля скоростей, и частицы аэрозоля пролетают камеру, не успевая взаимодействовать с полем акустических течений за время, достаточное для осаждения на стенках. Эффективность коагуляции за счет вихревых течений линейно возрастает при увеличении уровня звукового давления до 165 дБ. После этого дальнейшего роста эффективности коагуляции не наблюдается. Выявлено, что эффективность коагуляции в сравнении с коагуляцией в однородном ультразвуковом поле для капель размером 0.2–0.6 мкм возрастает на 25%, для капель размером 1.8 мкм – на 20%, а для капель размером более 2.5 мкм прирост эффективности составляет не более 17%.

В работе проведено численное моделирование процесса перемешивания водорода с воздухом и последующее его горение при прямой струйной подаче водорода и его воспламенении от стороннего источника. Импульсное струйное течение моделируется с помощью камеры высокого давления, где водород хранится изначально при давлении до 700 атм. Истечение водорода реализуется через систему клапанов, количество которых варьируется от одного до шести. Время подачи водорода рассчитывается, исходя из оценки содержания водорода в камере сгорания, соответствующего стехиометрическому соотношению компонентов водородно-воздушной смеси. Размеры камеры сгорания выбраны соответствующими размерам камеры сгорания малогабаритного газопоршневого двигателя. Таким образом моделируется процесс прямой подачи водорода в камеру сгорания. В серии расчетов воспламенение осуществляется на разных стадиях перемешивания, что позволяет оценить эффективность работы системы прямой подачи водорода, включая полноту сгорания подаваемого в камеру сгорания топлива. Показано, что наиболее быстро перемешивание осуществляется при подаче водорода через систему из шести щелей, при этом время перемешивания составляет около 25 мс. Последующее воспламенение приводит к сгоранию водородно-воздушной смеси за время порядка 1 мс, степень недогорания водорода составляет 9.5%.

С помощью термодинамического моделирования проведена оптимизация гибридной схемы энергетической установки с твердооксидным топливным элементом с внутренней конверсией метана и c газовой турбиной. В предположении полного преобразования для однонаправленных реакций показана возможность работы топливного элемента без генерирования тепла для утилизации. В результате оптимизации гибридной энергетической установки получена оригинальная схема с топливным элементом с внутренними процессами регенерации тепла и конверсии метана, без газовой турбины, с КПД выше 90%.

Впервые экспериментально исследованы теплопроводность λ и температуропроводность a интерметаллического соединения Mg₂Ca. Измерения λ и a проводились методом лазерной вспышки в интервале температуры 300–1230 К в твердом и жидком состояниях, включая область плавления интерметаллида при 990 ± 5 К. Оцениваемые неопределенности полученных данных составили 3.7–5.6 и 2.6–5.6% для λ и a соответственно. Проведено сопоставление результатов для λ настоящей работы с данными для других магниевых сплавов.