Том 62, № 1 (2024)

Проведено исследование влияния вынужденной конвекции газа в разрядной области на рассеиваемую в поверхностном барьерном разряде мощность и динамику зарядки поверхности барьера ионным током. Продемонстрировано, что вследствие конвективного охлаждения разрядной области наблюдается снижение рассеиваемой в разряде мощности, которое может достигать 50% от значений в неподвижном воздухе. Показано, что вследствие переноса облака ионов потоком происходит зарядка дальних областей поверхности барьера конвективным ионным током, что приводит к изменению распределения плотности среднего заряда поверхности.

Под воздействием ИК лазерного излучения на поликристаллический графит в видимой области спектра появляется вторичное широкополосное излучение. С целью выяснения природы этого явления проведено сравнение с излучением при резистивном нагреве и дуговом разряде. Сделан вывод о том, что широкополосное излучение поликристаллического графита можно отнести к антистоксовой люминесценции, которая возникает за счет вынужденного комбинационного рассеяния фотонов при высоких температурах. Предложена и реализована имитационная модель, в рамках которой спектр излучения качественно воспроизводится последовательным включением апериодических звеньев второго порядка.

Представлены данные об удельном электрическом сопротивлении циркония в твердом и жидком состояниях в окрестности плавления, полученные в экспериментах по импульсному нагреву проволочек, а также в расчетах методом квантовой молекулярной динамики с использованием формулы Кубо–Гринвуда. Проанализировано влияние примеси гафния на результаты расчетов и измерений.

В работе представлена и проанализирована общая (стандартная) схема построения уравнения состояния околокритической бинарной смеси при постоянном среднем составе. Показано, что уравнение состояния, построенное в рамках стандартной схемы, предсказывает нефизическое поведение некоторых теплофизических характеристик, в частности подробно разобрано поведение критической изохоры смеси. Для устранения проблемы требуется коррекция стандартной схемы. Предложен способ коррекции, состоящий в переходе от гипотезы перемешивания термодинамических полей к перемешиванию термодинамических величин. В результате получено уравнение состояния околокритической бинарной смеси, которое совпадает с уравнением состояния многокомпонентной жидкости.

В статье представлены результаты разработки, гидродинамического анализа и тепловых испытаний контурной тепловой трубы из нержавеющей стали длиной 4.56 м с цилиндрическим капиллярным насосом-испарителем диаметром 12 мм, снабженным мелкопористым фитилем. Паропровод и конденсатопровод устройства диаметром 2 мм имели вставки в виде трубчатых спиралей, обеспечивающих дополнительную гибкость и позволяющих изменять эффективную длину контурной тепловой трубы. В качестве теплоносителя использовался аммиак. Тепловые испытания проводились при нормальных внешних условиях в горизонтальном положении, а также при неблагоприятном положении, когда испаритель располагался на 1.1 и 2 м выше конденсатора. Конденсатор тепловой трубы охлаждался проточной термостатируемой жидкостью с температурой 20°С. Номинальная тепловая нагрузка 100 Вт достигалась при всех положениях устройства. Температура источника тепла при этом оставалась в пределах 46.5–48.7°C, а термическое сопротивление системы “источник тепла–охлаждающая жидкость” изменялось от 0.26 до 0.28°C/Вт.

Данное исследование посвящено анализу возможности интенсификации охлаждения источника энергии, расположенного на теплопроводной подложке, в замкнутой полости, заполненной псевдопластичной наножидкостью, в режиме естественно-конвективного теплообмена. Рабочая среда представляла собой суспензию “карбоксилметилцеллюлоза–вода с наночастицами меди”. Задача описывается дифференциальными уравнениями в приближении Обербека–Буссинеска, которые решаются методом конечных разностей. В ходе решения оценивалось влияние определяющих параметров (числа Рэлея, объемной доли наночастиц, толщины теплопроводной подложки и положения источника) на структуру течения и интенсивность теплообмена. Установлено, что наиболее интенсивное охлаждение происходит, когда источник энергии расположен максимально близко к охлаждающим стенкам, при этом объемная доля наночастиц не должна превышать 1%.

Предлагается метод отражений электростатики для точечного заряда, расположенного рядом с плоскослоистой средой, состоящей из двух пленок на диэлектрическом полупространстве. Метод обобщается на случай произвольной системы зарядов и применяется к решению математически аналогичных задач электростатики и стационарной теплопроводности плоскослоистых сред. В предложенном варианте метода отражений используется распределенное представление виртуальных зарядов и связанное с ним двойное интегрирование. В качестве примера применения метода решаются задачи нахождения распределений электростатического потенциала вокруг проводящей сферы и тела вращения каплевидной формы, расположенных вблизи плоскослоистой структуры из двух диэлектрических пленок на диэлектрическом полупространстве. Решаются аналогичные задачи нахождения распределения температур равномерно нагретых тел, находящихся вблизи теплопроводящей плоскослоистой структуры, состоящих из двух теплопроводящих пленок, расположенных на теплопроводящем полупространстве.

Рассмотрены два механизма формирования поверхностного нанорельефа на металлической подложке при лазерной абляции, в основе которых лежат теория зародышеобразования при кристаллизации и резонансно-волновая теория капиллярно-деформационных процессов. С помощью экспериментальных примеров показано, что оба этих механизма не только не противоречат, но и дополняют друг друга. На основе иерархии характерных времен проанализировано влияние энергетических параметров лазерных импульсов на размеры образовавшихся наноструктур.

В настоящей работе диссекция блестящей оболочки эмбриона мыши осуществлялась с использованием фемтосекундных лазерных импульсов инфракрасного диапазона спектра (длина волны излучения – 1028 нм, длительность – 280 фс, частота следования импульсов – 2.5 кГц). Работа посвящена исследованию c помощью оптической микроскопии зависимости ширины надреза D, формируемого лазерным излучением, от энергии E лазерных импульсов и скорости υ перемещения луча. Впервые показано, что одно и то же значение ширины надреза может быть получено при различном сочетании указанных параметров. Предложено аналитическое выражение для описания зависимости ширины формируемого надреза на блестящей оболочке D(E, υ) при заданной частоте следования лазерных импульсов 2.5 кГц. Определены границы применимости функционала D(E, υ), которые охватывают значительный диапазон скорости лазерного луча 0.25 ≤ υ ≤ 100 мкм/с, а также перекрывают диапазон энергий от минимальных значений, соответствующих началу появления надреза, вплоть до возникновения оптического пробоя водной среды 115 ≤ E ≤ 190 нДж. Полученные результаты позволяют получить быструю оценку ширины планируемого надреза для любой комбинации параметров E и υ при микрохирургии блестящей оболочки эмбриона в рамках различных вспомогательных репродуктивных технологий.

Впервые бесконтактным методом оптической пирометрии определено распределение температуры вдоль образующей поверхности вертикального образца графита при пропускании постоянного электрического тока с двух сторон от контактной плоскости на равном удалении. Анализ зависимости распределения температуры от расстояния, которое отсчитывается от контактной плоскости, показал, что в диапазоне значений 750–1700 К выполняется симметрия поля температуры, которая в соответствии с экспериментом сохраняется при последовательном повышении давления (49, 77, 105 кПа) и при смене полярности постоянного электрического тока. Согласно закону Фурье симметрия поля температуры означает выполнение симметричного распределения плотности теплового потока относительно контактной плоскости. Симметрия поля температуры и плотности теплового потока влечет за собой выполнение граничных условий четвертого рода в плоскости контакта.

Работа посвящена исследованию пульсационного горения в камере сгорания с закрученным потоком. Экспериментально определены условия возбуждения и характеристики акустических колебаний газа в трубе с тангенциальной подачей смеси пропан-бутанового топлива с воздухом. Обнаружена аномальная зависимость частоты колебаний газа от коэффициента избытка воздуха α: минимум при α = 1 и локальный максимум при α ≈ 1.15. При α = 1 колебания газа имеют максимальную амплитуду. Показано, что на частоту колебаний существенно влияют аксиальный градиент скорости звука в трубе, его зависимость от амплитуды колебаний газа.