NONEQUILIBRIUM NATURAL AND TECHNOLOGICAL PROCESSES最新文献

{"title":"КОНСОЛИДАЦИЯ ПОРОШКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ГОРЕНИЯ ПРИ СОЗДАНИИ КАТАЛИТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ МЕМБРАН ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ","authors":"В. И. Уваров, Р. Д. Капустин, А. О. Кириллов","doi":"10.30826/nepcap9b-20","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/nepcap9b-20","url":null,"abstract":"Основной целью работы являлась разработка научных основ создания энергоэффективной одностадийной технологии синтеза высокопористого каталитического керамического конвертера повышенной долговечности на основе SiC с ультрадисперсными добавками, содержащими переходные металлы и их оксиды.","PeriodicalId":384046,"journal":{"name":"NONEQUILIBRIUM NATURAL AND TECHNOLOGICAL PROCESSES","volume":"20 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-11-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133033462","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"ПРИРОДА ТУНГУССКОГО ВЗРЫВА","authors":"П. А. Фомин","doi":"10.30826/nepcap9b-18","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/nepcap9b-18","url":null,"abstract":"Сделан обзор результатов выполненных исследований природы Тунгусского взрыва, серебристых облаков и озонных <<дыр>>. Показано, что в основе Тунгусского события лежит детонация тороидального облака, образованного разовым выбросом газообразного метана (имеющего газогидратную природу) в атмосферу. Взрыв инициирован относительно небольшим, полого летевшим метеоритом, скорость которого к моменту инициирования замедлилась до нескольких километров в секунду. Указана область, откуда произошел выброс. Рассчитаны возможные траектории метеорита, оценены его максимальный и минимальный размеры. Определено наиболее вероятное место его падения. Выполнен модельный эксперимент по вывалу леса (взрыв детонирующего шнура в форме кольца над <<лесом>> из проволочек). Результаты эксперимента были статистически обработаны. Показано, что вывал проволочек полностью идентичен вывалу леса при Тунгусском взрыве. Показано, что природа серебристых облаков, озонного слоя и озонных <<дыр>> связана с цепным окислением водорода в верхних слоях атмосферы. Дано объяснение световым, акустическим и атмосферным явлениям (увеличение яркости серебристых облаков над северной Европой после взрыва, нарушения озонного слоя, магнитная буря), связанным с Тунгусским событием. Объяснено отсутствие значительного количества метеоритного вещества в области эпицентра. Сделана оценка характерного размера микрокапель, сорванных с расплавленной поверхности метеорита (и,~соответственно, характерный размер микрочастиц метеоритного вещества, найденного в районе взрыва). Оценена возможная скорость вращения метеорита и связанное с ней изменение его траектории. Проанализирована вероятность взрывов наподобие Тунгусского. Совокупность полученных результатов подтверждает рассматриваемую гипотезу, не противоречит известному фактическому материалу и физически корректно объясняет все особенности Тунгусского явления.","PeriodicalId":384046,"journal":{"name":"NONEQUILIBRIUM NATURAL AND TECHNOLOGICAL PROCESSES","volume":"9 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-11-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"130373573","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"МОДЕЛЬ ТУРБУЛЕНТНОЕО ЕОРЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПОДЕОТОВЛЕННОЙ БЕДНОЙ СМЕСИ МЕТАНА И ВОЗДУХА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ RANS И SAS","authors":"М. В. Дробыш, А. Н. Дубовицкий, А. Б. Лебедев, К. Я. Якубовский","doi":"10.30826/nepcap9b-25","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/nepcap9b-25","url":null,"abstract":"Применительно к полноразмерной малоэмиссионной камере сгорания (МЭКС) ЦИАМ со слабой закруткой потока и с умеренным уровнем турбулентности разработана модель турбулентного горения метановоздушной смеси, основанная на решении уравнения переноса для нормированной концентрации топлива f с оригинальным источниковым членом. Модель позволяет исключить коллизии в местах дополнительного подвода воздуха в зону горения, а также более правильно моделировать догорание смеси за фронтом пламени. Структура источникового члена, использующая функцию плотности вероятности нормированной концентрации топлива, позволяет учитывать колебания фронта пламени для уточнения его осредненного положения, толщины и распределения CO и NOx на фронте и вдалеке за ним. В качестве объекта тестирования предлагаемой модели выбрана лабораторная камера сгорания ONERA (канал с обратным уступом). Результаты расчетов, выполненных методом RANS (Reynolds-averaged Navier–Stokes), позволили получить лучшее (на уровне расчетов методом large-eddy simulation (LES)) описание осредненных полей температуры на фронте и вблизи фронта пламени. Предложенный подход является нересурсоемким, хорошо масштабируется при увеличении степени детализации течения путем увеличения числа ячеек расчетной сетки и может быть использован как в методе RANS и SAS (scale adaptive simulation), так и в методе LES.","PeriodicalId":384046,"journal":{"name":"NONEQUILIBRIUM NATURAL AND TECHNOLOGICAL PROCESSES","volume":"40 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-11-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129596670","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ И ОБРАЗОВАНИЯ ОКИСЛОВ АЗОТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИХРЕРАЗРЕШАЮЩИХ МОДЕЛЕЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ","authors":"А М Сипатов, Т. В. Абрамчук, Ренат Азгарович Загитов, Антон Владимирович Хохлов, Д. К. Волкинд","doi":"10.30826/nepcap9b-24","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/nepcap9b-24","url":null,"abstract":"Изучение процессов, протекающих в камере сгорания (КС) газотурбинного двигателя (ГТД), является важной составляющей процесса проектирования ГТД, необходимой для получения требуемых технических, эксплуатационных и экологических характеристик двигателя. В работе рассматривается подход к моделированию процессов сгорания керосина и эмиссии окислов азота в камере сгорания ГТД с использованием вихреразрешающих моделей турбулентности. Подход реализован средствами коммерческого программного комплекса для выполнения CFD (computational fluid dynamics) моделирования. Представлен пример расчетного исследования процессов горения и образования окислов азота, проведенного с использованием предложенного подхода. Объектом исследования являлся отсек для автономных испытаний КС авиационного ГТД. Исследование показало возможность проводить расчеты с удовлетворительной точностью в рамках данного подхода и получить качественное совпадение характера изменения уровня эмиссии окислов азота между конструктивными вариантами камеры сгорания.","PeriodicalId":384046,"journal":{"name":"NONEQUILIBRIUM NATURAL AND TECHNOLOGICAL PROCESSES","volume":"99 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-11-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"115433286","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ БУКСИРУЕМОЙ МОДЕЛИ СУДНА С ЕОРЕНИЕМ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ В ДНИЩЕВОЙ КАВЕРНЕ","authors":"Сергей Михайлович Фролов","doi":"10.30826/nepcap9b-29","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/nepcap9b-29","url":null,"abstract":"Для снижения гидродинамического сопротивления судов под их днищем формируют газовые каверны. Такие каверны частично изолируют днище судна от контакта с водой, обеспечивая «газовую смазку» за счет подачи в них атмосферного воздуха или отработавших газов силовой установки. За счет специального профилирования дна и обводов судна удается снизить его гидродинамическое сопротивление на 20%–30% при относительно низких затратах мощности силовой установки (менее 3%). Нами предложено к подаваемому в каверну воздуху добавлять горючее и организовать в ней стационарное или пульсирующее горение или детонацию топливно-воздушной смеси. При правильной организации процесса горения в каверне тепловое расширение продуктов горения может обеспечить дополнительную подъемную силу, снижающую площадь контакта днища судна с водой, а также движущую силу благодаря воздействию давления продуктов горения на плоские вертикальные участки днища судна — реданы, причем создаваемая движущая сила может быть достаточной для движения судна без использования гребных винтов. Для проверки идеи нами проведены газодинамические расчеты, на основе которых спроектирована и изготовлена буксируемая модель судна с газовой каверной, в которой предусмотрена возможность организации пульсирующего горения водорода или пропана с воздухом. Для проведения экспериментальных исследований разработана мобильная лабораторная установка, состоящая из катера-буксировщика с тягоизмерительной штангой, буксируемой модели с газовой днищевой каверной и форкамерой, а также систем подачи топлива и воздуха, зажигания, измерения толкающего усилия и датчиков давления. Эксперименты, проведенные на открытой воде при постоянной скорости движения связки «катер-буксировщик–буксируемая модель» не менее 5 м/с и частоте рабочего процесса в каверне от 4 до 10 Гц, подтвердили, что пульсирующее горение топлива в каверне создает положительные подъемную и движущую силы, действующие на буксируемую модель. Результаты работы могут стать основой для проектирования судов нового типа, движение которых полностью обеспечивается горением топлива в газовых кавернах под днищем.","PeriodicalId":384046,"journal":{"name":"NONEQUILIBRIUM NATURAL AND TECHNOLOGICAL PROCESSES","volume":"157 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-11-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"132470087","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"STUDY OF A DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE FOR PLASMA-INITIATED COMBUSTION","authors":"A. P. Torbin, A. V. Panova, P. A. Mikheev","doi":"10.30826/nepcap9b-15","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/nepcap9b-15","url":null,"abstract":"Низкотемпературная неравновесная плазма является эффективным инструментом для ускорения химических процессов, связанных с горением, и в настоящее время ведутся активные исследования плазменного зажигания и плазменного горения. Диэлектрический барьерный разряд (ДБР) представляет особый интерес в этой области благодаря относительной простоте технической реализации и способности легко интегрироваться в различные конфигурации газовых потоков. Для изучения свойств пламен с ДБР была создана горелка, обеспечивающая минимальный контакт газовой смеси со стенкой после прохождения области разряда. Были проведены измерения концентраций озона на выходе разряда при пропускании через ДБР 02 и смеси 02/СН4. Проведено сравнение влияния кварцевого и стеклянного барьера на эффективность генерации 03. С помощью газоанализатора GMS810 осуществлялось измерение концентраций NO и NO2 в пламени метановоздушной смеси при внедрении ДБР в зону горения для нескольких коэффициентов избытка топлива p. Продемонстрировано влияние ДБР на увеличение скорости распространения пламени метановоздушной смеси. При включения разряда наблюдалось уменьшение высоты факела, обусловленное увеличением скорости выгорания метана. Высота факела при p = 0,762 без разряда была практически равна высоте с включенным разрядом, но при меньшем p = 0,692, что указывает на одинаковую скорость распространения пламени в этих двух случаях. На основании этих результатов был сделан вывод о росте скорости распространения пламени на 26% при внедрении ДБР в зону горения.","PeriodicalId":384046,"journal":{"name":"NONEQUILIBRIUM NATURAL AND TECHNOLOGICAL PROCESSES","volume":"12 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-11-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125811920","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"KINETICS OF NONEQUILIBRIUM EXCITATION OF CARBON MONOXIDE MOLECULESDURING HIGH-TEMPERATURE OXIDATION OF METHANE","authors":"N. Bystrov, A. Emelianov, A. Eremin, P. Yatsenko","doi":"10.30826/nepcap9b-05","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/nepcap9b-05","url":null,"abstract":"The time profiles of nonequilibrium radiation of electronically excited state of carbon monoxide CO (a3Πr) formed in the oxidation of methane behind shock waves at high temperatures were registered for the first time. The experiments were carried out in mixtures of CH4 with N2O and O2 in argon at temperatures of 2200—4200~K and pressures of 240±40~kPa. Intensive peaks of ultraviolet (UV) radiation from the Cameron bands of the CO molecules at a wavelength of 216 nm, sharply increasing with the temperature raise, were recorded. Simultaneously with the CO emission signals, absorption profiles of atomic oxygen at a~wavelength of 130.5~nm were recorded using atomic resonance absorption spectroscopy (ARAS) technique. To determine the quantitative concentration of the electronically excited state of CO, a series of calibration experiments was carried out in mixtures of~5% and 10% CO in argon at temperatures of 4000—5000~K. The analysis of the obtained data was carried out using a submechanism of formation and consumption of CO (a3Πr) during the oxidation of hydrocarbons, which was developed earlier and introduced into the existing modern complex kinetic mechanisms.","PeriodicalId":384046,"journal":{"name":"NONEQUILIBRIUM NATURAL AND TECHNOLOGICAL PROCESSES","volume":"223 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-11-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"115104441","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}