Викладено основні теоретичні положення і математичні методи для розв'язку нестаціонарних задач теплопровідності. Наведено детально розібрані приклади розв'язання подібних задач, пов'язаних із практикою експлуатації ракетних двигунів на рідкому паливі, дослідженнями процесу переносу тепла в різних тілах. Розглянуто можливості методу регулярного режиму для визначення теплофізичних характеристик тіл та умов їх теплообміну з навколишнім середовищем.

У межах класичної моделі випаровування одинокої краплі рідкого палива розглянуто вплив її теплообміну з металевим підвісом із урахуванням стефанівської течії та природної конвекції. Аналітично одержано поправку на теплообмін через підвіс, що надає можливість скорегувати експериментально одержані значення константи випаровування. У ході визначення рівноважної температури краплі також враховано температурну залежність теплоти пароутворення та доцільність розкладу тиску насиченого пару рідкого палива поблизу температури навколишнього газу. Застосування одержаних поправок та цифрової обробки зображення з врахуванням несферичності краплі в полі сили тяжіння надало можливість підтвердити закон Срезневського.

Наведено результати комплексних досліджень механізмів гістерезису тепломасообміну та каталітичного безполум'яного стаціонарного стійкого горіння газоповітряних сумішей з домішками водню на платинових дротиках і частинках. З врахуванням термодифузії побудовано аналітичні моделі гістерезису тепломасообміну та кінетики горіння домішок горючих газів на металевій частинки (дротику) каталізатора за наявності тільки однієї односторонньої реакції залежно від концентраціі домішки горючого газу та температури газоповітряної суміші. Термодифузійний перенос водню збільшує температуру каталітичного горіння газоповітряних сумішей з домішками водню і практично не впливає на критичні умови каталітичного займання суміші, на відміну від умов каталітичного погасання. Запропоновано метод аналітичного одержання гістерезисних областей тепломасообміну ниток (частинок) каталізатора, всередині яких спостерігається каталітичне запалювання, а ззовні - стаціонарні стани окиснення та каталітичного горіння малих домішок горючого газу в повітрі.

Аналітично знайдено граничні значення концентрації домішки водню та температури каталізатора, вище яких спостерігається каталітичне безполум'яне стаціонарне стійке горіння газоповітряних сумішей кімнатної температури на платинових дротиках. Показано вплив швидкості обтікання та повітряної суміші на шукані величини. Визначено області початкових температур платинової нитки, до яких потрібно попередньо нагріти, для здійснення каталітичного запалювання.

Аналітично знайдено період індукції та температуру каталітичного горіння на металевій частинці (нитці) холодних газоповітряних сумішей із домішками горючих газів на прикладі безполум'яного горіння газоповітряних сумішей із домішками водню на платинової нитці. Стійке безполум'яне горіння спостерігається через період індукції в результаті підвищення початкової температури частинки каталізатора вище критичної температури запалювання, яка залежить від приведеного діаметру частинки і концентрації домішки горючого газу. Весь час виходу поділено на дві частини: у процесі протікання каталітичної реакції в перехідній і дифузійній областях. Показано, як впливає концентрація домішки горючого газу, наведеий діаметр каталізатора та перевищення початкової температури над температурою запалювання на тривалість окремих стадій і період індукції.

Наведено експериментальні дані залежності температури платинової нитки від сили струму у повітрі за наявності в ній малих домішок ацетону, аміаку та водню. Дані залежності проявляють гістерезисний характер. У разі зменшення сили струму можливе самовільне погасання гетерогенно-каталітичної реакції чи самопідтримуюче каталітичне горіння. Температура каталітичного горіння домішок газів пропорційна їх концентрації. Показано, что критичне значення сили струму, що відповідає каталітичному займанню малих домішок водню, зі збільшенням концентрації збільшується з концентрацією домішки.

Індекс рубрикатора НБУВ: Г128.113

Рубрики:

Сполуки заліза з киснем

Шифр НБУВ: Ж62252 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Г128.113

Рубрики:

Сполуки заліза з киснем

Шифр НБУВ: Ж62252 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Подано теоретичні відомості з фізики та технології медичних аерозолів. Наведено загальну класифікацію аерозолів, розглянуто основні характеристики фармацевтичних та біоаерозолів. Описано механізми утворення медичних і біологічних аерозолів. Увагу приділено аналізу дисперсності аерозолів по концентраціях і розмірах частинок, зокрема розглянуто особливості вимірювання гранулометричного складу та форми частинок порошків методом цифрової оптичної мікроскопії, вимірювання розмірів і концентрації частинок порошків за допомогою лазерного тіньового лічильника. Подано інформацію щодо динаміки та кінетики руху аерозольних частинок, явищ переносу аерозольних частинок і їх коагуляції, випаровування та конденсацію аерозолів, а також наслідків вдихання медичних аерозолів людиною. Охарактеризовано механізми та прилади пиловловлювання. Висвітлено електричні й оптичні властивості аерозолів.

Розглянуто задачу тепломасообміну поруватої частинки каталізатора, на поверхні якої, включаючи внутрішню поверхню пор, протікає необернена гетерогенна реакція першого порядку. Аналітично показано, що в нагрітій газовій суміші поруватість каталізатора сприяє зменшенню мінімальної концентрації каталітичного самозаймання домішки в суміші та збільшенню відповідного діаметру частинки каталізатора. Цій концентрації відповідає зовнішній кінетичний і внутрішній дифузійний режими протікання реакції.

Проведено аналіз часових залежностей температури частинки коксу при її займанні в нагрітому газі з метою аналітичного визначення періоду індукції з урахуванням масопереносу кисню до поверхні частинки. Весь час займання ділиться на характерні стадії. Показано, що точки перегину не можуть служити межами окремих стадій періоду індукції. Закінчення тривалості стадії прогрівання при її аналітичному визначенні краще співвіднести з температурою, яка менша за температуру перегину на один характерний інтервал. Для тривалості подальшого прогрівання частинки при хімічному реагуванні слід враховувати масоперенос. Запропонований новий метод аналітичного визначення тривалості періоду індукції, який заснований на введенні безрозмірної температури відносно температури займання. Він дозволяє врахувати протікання паралельних хімічних реакцій і масоперенос (в перехідній і дифузійній областях горіння).

Займання газоподібних горючих сумішей на каталітично активних гарячих твердих поверхнях має численні застосування в багатьох промислових процесах і є складним процесом, що має на увазі тісну взаємодію між поверхневими процесами та процесами перенесення в газовій суміші. Розглянуто стійкі та критичні стани каталітичного окиснення домішки водню в повітрі на платиновій нитці. Показано, що температура нитки та її опір залежно від температури навколишньої суміші та концентрації водню мають гістерезисний характер. Усередині даної гістерезисної області можливе досягнення режиму каталітичного горіння водню в результаті попереднього нагрівання нитки каталізатора вище певного критичного значення. Отримано залежність граничної концентрації водню від діаметра нитки каталізатора, вище якої спостерігається в холодній газовій суміші самопідтримується каталітичне горіння без протікання електричного струму.

Наведено результати комплексних досліджень механізмів гістерезису тепломасообміну та каталітичного окислення (горіння) домішок водню й аміаку в повітрі на платинових частинках і дротиках. Вивчено механізми впливу тепловтрат випромінюванням, а також дифузійно-кінетичного відношення (критерію Семенова), критерію Льюїса, термодифузії та схеми реакції на характеристики гістерезису тепломасообміну та його виродження. Досліджено вплив перерахованих процесів на температуру та швидкість каталітичного горіння залежно від сили нагріваючого струму, температури газової суміші (повітря з домішками горючого газу), концентрації горючого газу та приведеного діаметру частинки (дротика) каталізатора.

Описано метод пошуку кінетичних параметрів гетерогенно-каталітичних реакцій окислення малих домішок горючого газу в повітрі на тонкому платиновому дроті. Він полягає в отриманні з вольтамперної характеристики дроту залежності критичних значень струму, що відповідають каталітичному займанню та погасанню домішки газу, від її масової частки в повітрі. Запропоновано методику визначення вмісту двох горючих газів в повітрі на основі обробки вольтамперної характеристики платинового дроту. В залежності від рівня сумарної концентрації газів в повітрі визначальними експериментальними характеристиками є не лише перегрів дроту (каталізатора) відносно інертного дроту в умовах каталітичного займання, але і перегрів дроту при каталітичному погасанні або в умовах самопідтримуючого каталітичного горіння (без нагріву електричним струмом).

Наведено результати власних оригінальних експериментальних та теоретичних досліджень авторського колективу Одеського національного університету, що присвячені випаровуванню та горінню крапель різного складу в різноманітних зовнішніх умовах. Так об’єктами дослідження є краплі індивідуальних рідин, бінарних сумішей та водяних емульсій. Досліджено вплив конвекції на швидкість випарування краплі. Презентовано модель випаровування краплі рідкого палива. Проаналізовано класичну модель випаровування краплі рідини Максвела-Стефана-Фукса. Охарактеризовано випаровування крапель бінарних сумішей нижчих одноатомних спиртів в холодному повітрі. Досліджено емпіричні формули для розрахунку температури займання. Увагу приділено критичним умовам займання крапель біопалив і їх сумішей з дизельним паливом в окислювальному середовищі. Досліджено процес визначення енергії активації займання рідких вуглеводневих палив. Проаналізовано визначення температури горіння і радіусу зони горіння. Висвітлено механізми впливу зовнішнього електричного поля на полум’я рідких вуглеводневих палив.