Індекс рубрикатора НБУВ: З232.33

Рубрики:

Проводи

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрен высокотемпературный теплообмен и окисление молибденовых и вольфрамовых проводников, нагреваемых электрическим током в воздухе, разреженном воздухе и в водяном паре. Установлены особенности формирования оксидного слоя на поверхности проводников при различных стационарных температурах.

Описан метод пирометрии тонкой нити, представляющий модификацию метода относительной яркостной пирометрии, для диагностики температурного поля газовоздушных пламен. Рассчитаны основные характеристики метода: рабочий диапазон, чувствительность, инерционность и погрешность.

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.33 + Г241.1-2

Рубрики:

Високочастотний (ВЧ), надвисокочастотний (НВЧ), індукційний розряди

Насичені вуглеводні (парафіни,алкани)

Шифр НБУВ: Ж28079/фіз.-мат. Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено кінетику плавлення та горіння парафінових систем, для яких експериментально визначено характеристики поширення фронту плавлення та горіння. На підставі одержаних даних запропоновано механізм розпилення парафінових палив, у основу якого покладено уявлення щодо втрати стійкості розплавленого шару.

Экспериментально изучена динамика роста оксидных образований на поверхности вольфрамового проводника, нагреваемого электрическим током в воздухе. Определена температура, при которой начинается рост кристаллов. Получены временные зависимости изменения геометрических размеров кристаллов на поверхности проводника; найдена скорость роста кристаллов. Изучен механизм роста кристаллических образований на поверхности окисленного вольфрамового проводника.

Проведено дослідження закономірностей і механізму утворення та зростання оксидних кристалічних структур на поверхні дротиків тугоплавких металів (вольфраму, молібдену), які нагріваються електричним струмом в повітрі. Встановлено, що формування оксидних структур на первинній оксидній плівці на поверхні вольфраму починається з ниткоподібних кристалів, які згодом перетворюються в розгалужені кристалічні структури. Оксидні структури на поверхні молібдену формуються у вигляді пластин, які орієнтовані в різних напрямках і, згодом, розростаючись, з'єднуються між собою. Визначено температурні режими, за яких виникають перші кристали, та швидкості зростання їх геометричних розмірів. Встановлено, що утворені кристалічні структури являють собою триоксид вольфраму та триоксид молібдену.

Надано результати досліджень високотемпературного окиснення вольфрамових і молібденових дротиків, що нагріваються постійним електричним струмом у повітрі за нормального тиску. Експериментально визначено часові залежності температури дротиків за умов нестаціонарного тепломасообміну, швидкості реакції окиснення за різних температур, розраховано константи швидкості та знайдено значення енергії активації реакції окиснення металів у різних температурних інтервалах. Проведено фізико-математичне моделювання стаціонарних режимів високотемпературного тепломасообміну та окиснення дротиків. Одержано вираз для теплового потоку від дротика до холодних контактів з урахуванням молекулярно-конвективного теплообміну та резистивного нагріву. Результати комп'ютерного моделювання добре узгоджуються з експериментальними даними.

Досліджено фізичні механізми змін в структурі твердих н-парафінів, що застосовуються як сировина для ракетного палива на початковому етапі їх спалювання. Запропоновано новий елемент в конструкції ракетного двигуна для інтенсифікації розпилення палива, а також для попередження виникнення загрози вибуху. За допомогою експериментального стенда для вивчення процесів горіння в потоці визначено вплив активних центрів на швидкість горіння і висоту полум'я н-парафінів.

На основі експериментальних досліджень встановлено і описано послідовні стадії високотемпературного тепломасообміну і окиснення вольфрамових і молібденових дротиків, на поверхні яких проходять фазові та хімічні перетворення. Розроблено нову методику, що дозволяє вимірювати коефіцієнт спектральної випромінювальної здатності окисненої металевої поверхні. Вперше експериментальним шляхом виявлено максимум на залежностях товщини оксидного шару на поверхні вольфрамового дротика від часу окиснення. Вперше встановлено закономірності впливу розташування поверхні провідника відносно потоку окиснювача на стаціонарні режими високотемпературного окиснення, критичні параметри переходу до нестаціонарного режиму та товщину оксидного шару, який утворюється на дротику за природної і вимушеної конвекції. Визначено критичні значення сили струму, за яких відбувається перехід до нестаціонарного режиму окиснення вольфрамових і молібденових дротиків в різних газових середовищах (аргон, повітря, знижений тиск, вуглекислий газ). Встановлено закономірності впливу цих середовищ на високотемпературний тепломасообмін і окиснення вольфрамових і молібденових дротиків. Розроблено нову методику, яка дозволяє в режимі реального часу відстежувати стан поверхні провідника, а також вивчати динаміку зростання оксидних утворень на його поверхні. Вперше виявлено утворення ниткоподібних і пластинчастих кристалів оксиду на поверхні вольфрамових провідників, що нагріваються електричним струмом в повітрі. Встановлено причину утворення кристалічних структур на поверхні вольфраму, визначено механізм і швидкість їх зростання. Вперше одержано аналітичні вирази для знаходження температурного профілю по довжині металевого провідника та кондуктивного потоку тепла до холодних контактів для випадків урахування теплообміну його бічної поверхні з газом і залежності питомого опору від температури.

Вивчено стаціонарні режими високотемпературного тепломасообміну та окиснення дротиків тугоплавких металів (вольфраму та молібдену), що нагріваються електричним струмом в повітрі. Досліджено кінетику зростання оксидного шару на поверхні зразків і встановлено закон окиснення цих металів за визначених температур. За використанням експериментальних даних одержано значення енергії активації реакції окиснення вольфраму та молібдену в повітрі.

Проведено дослідження високотемпературного тепломасообміну, процесів плавлення та випаровування під час горіння частинок парафіну (октадекана) в повітрі. Встановлено послідовність стадій тепломасообміну під час горіння парафіну, розкрито їх фізико-хімічні механізми. Знайдено сталі швидкості горіння, геометричні характеристики полум'я для крапель октадекану різного початкового діаметра.

Розроблено нову методику вивчення кінетики плавлення частинки октадекану. Розроблено фізико-математичну модель теплообміну краплі з навколишнім середовищем. Розрахункові значення часу плавлення добре узгоджуються з експериментальними даними. Досліджено вплив електростатичного поля на кінетику плавлення парафіну. Встановлено, що за присутності поля напруженістю 82 кВ/м час плавлення збільшується майже вдвічі. До того ж спостерігається обертання твердого ядра у розплаві, що є проявом ефекту Квінке. Вивчено еволюцію форми краплі впродовж фазового перетворення. Доведено, що спочатку витягнута частинка поблизу точки плавлення приймає майже сферичну форму, а потім знову витягується під дією сили тяжіння. Цей факт пояснюється немонотонною температурною залежністю коефіцієнта поверхневого натягу, та свідчить про наявність проміжного стану - так званої ротаційної фази. Таким чином, доведено можливість керування процесом плавлення за допомогою електричного поля.

Проведено дослідження механізму утворення ниткоподібних кристалів (НПК) оксиду на поверхні вольфрамових дротиків у процесі високотемпературного окиснення в повітрі. Визначено умови виникнення НПК та особливості їх зростання. Встановлено, що початкові кристали утворюються за температур вищих за 900 K на вуглецевих частинках, які знаходяться на поверхні суцільного оксидного шару. Доказано, що НПК зростають досить швидко і розгалужуються, перетворюючись в гіллясті та кущисті оксидні структури. Запропоновано фізико-хімічний механізм утворення та зростання оксидних кристалічних структур на поверхні вольфраму. Визначено швидкості росту геометричних розмірів кристалів.

Изучены закономерности формирования и роста отдельных кристаллических структур на поверхности вольфрамовых проводников при атмосферном давлении на воздухе. Установлено, что при температуре 980 К на поверхности окисленного вольфрамового проводника образуются кристаллические структуры, форма которых с увеличением времени окисления и температуры изменяется от нитевидной до дендритной. Определена скорость роста данных структур в продольном и в поперечном направлениях. Выявлен механизм образования и роста кристаллов оксида вольфрама на окисленной поверхности при высоких температурах. Доказано, что атомы углерода, которые присутствуют на поверхности вольфрамового проводника, являются центрами кристаллизации триоксида вольфрама из газовой фазы.

Актуальність досліджень процесів горіння палив на основі алканів обумовлена пошуком нових ефективних, екологічно чистих палив для енергетики та аерокосмічної галузі. Парафін (суміш алканів) є легкоплавким матеріалом, який може використовуватись в якості екологічно чистого і високоенергетичного палива. Важливим завданням є інтенсифікація процесів горіння палива в реакційному об'ємі. Одним із чинників інтенсифікації може бути електричне поле. Мета роботи - дослідження закономірностей впливу електричного поля на процеси високотемпературного тепломасообміну, плавлення і горіння крапель рідкого палива на основі алканів. Розроблена методика досліджень кінетики плавлення і горіння крапель рідкого палива з використанням цифрової зйомки об'єкта дослідження та комп'ютерної обробки отриманих зображень. Проведено дослідження впливу однорідного електричного поля на горіння частинок алканів в повітрі. Визначена стадійність процесів тепломасообміну в процесі горіння. Показано, що плавлення частинки являється основною складовою частиною періоду індукції, часу за який частинка спалахує. Виявлено, що швидкість плавлення суттєво зменшується, якщо напруженість електричного поля перевищує деяке критичне значення. Встановлено, що вплив електричного поля на плавлення більш виражений при підвищених температурах газу. Доведено, що при плавленні частинки октадекана в електричному полі відбувається обертання нерозплавленої залишкової твердої фази в розплаві, що є проявом ефекту Квінке. Вивчена кінетика горіння крапель октадекана різних початкових діаметрів. Доведено, що на певній ділянці горіння виконується лінійний закон зміни квадрату діаметра краплі з часом (закон Срезневського). Проведено дослідження щодо впливу електричного поля на швидкість горіння частинок різного початкового діаметру. Встановлено, що під впливом електричного поля відбувається зростання швидкості горіння крапель алканів. Зокрема, для крапель октадекану, швидкість горіння в постійному електричному полі зростає на 10 - 23 % в залежності від початкового діаметру краплі. Знайдено сталі горіння крапель октадекану. Вивчено вплив електричного поля на геометричні розміри полум'я. Встановлено, що під впливом поля полум'я стає асиметричним та зміщується в бік негативно зарядженої пластини конденсатора. При цьому зменшується висота полум'я і збільшується його ширина. Ці явища пов'язані з дією "іонного вітру" в полум'ї і перетворенням енергії електричного поля в теплову, внаслідок чого фронт горіння наближається до поверхні краплі, збільшуючи швидкість її випару.