Vol 61, No 1 (2023)

Экспериментально изучены параметры емкостного высокочастотного разряда, зажигаемого в геометрии ускорителя с замкнутым дрейфом электронов с протяженной зоной ускорения при различных схемах организации разряда, а именно, при разомкнутых и замкнутых по постоянному току электродax, а также при дополнительной подаче постоянного смещения на нагруженный электрод. В разомкнутой схеме реализуется минимальная концентрация плазмы, энергия ионов в струе на выходе из прототипа порядка 25 эВ. Замыкание по постоянному току нагруженного электрода увеличивает как плотность плазмы, так и энергию ионов до 250 эВ. Дальнейшее увеличение или уменьшение этих параметров возможно при подаче соответственно положительного или отрицательного постоянного смещения на нагруженный электрод.

Исследовалась динамика тепловых полей диэлектрических поверхностей, нагретых в результате инициирования импульсного сильноточного поверхностного разряда (плазменного листа). Генерация импульсного поверхностного разряда, скользящего по поверхности диэлектрика, происходила на верхней (плоской) и нижней (с уступом) стенках разрядной камеры с кварцевыми окнами. Получены последовательные изображения оптического (наносекундный диапазон) и инфракрасного (миллисекундный диапазон) излучений вблизи диэлектрической вставки в форме прямоугольного параллелепипеда размером 6 × 2 × 48 мм³. С помощью покадровой съемки в инфракрасном диапазоне зарегистрирована при давлениях от 65 до 290 Торр эволюция теплового излучения поверхностей во времени. Показано, что время остывания нагретой плазмой области, локализированной вблизи диэлектрической вставки, может длиться до 30 мс и существенно превышает время остывания плоской верхней стенки, нагретой достаточно однородно распределенным по поверхности диэлектрика разрядом.

Предложен способ определения энергии образования вакансий в флогопите, основанный на анализе влияния ассоциированных в комплексы элементарных дефектов его кристаллической решетки на температурную зависимость его электропроводности. Показано существование линейной зависимости между температурой плавления и энергией образования вакансий для исследованных образцов флогопита с различным содержанием примесей. Проведена оценка зависимости полученных значений температуры плавления от содержания компонентов Al, Mg и F в образцах флогопита, которые при ассоциации в комплексы активируют процесс образования элементарных дефектов решетки.

В режиме охлаждения исследована температурная зависимость удельной теплоемкости и изменений термодинамических функций сплавов системы Mg–La в интервале температур 300–700 К. Показано, что с увеличением концентрации лантана теплоемкость магния особенно при добавке лантана от 5 до 10% заметно уменьшается, а с ростом температуры растет. Установлено, что с ростом температуры энтальпия и энтропия сплавов увеличиваются, а значения энергии Гиббса уменьшаются. Зависимость этих функций от содержания лантана в магнии имеет обратный характер.

С учетом большого объема новых данных пересмотрен расчет кривой плавления осмия совместно с определением его теплоты плавления. Новые результаты заметно лучше согласуются с данными квантово-механического расчета. Существенно, что параметр наклона для кривой плавления совместим с новой оценкой теплоты плавления, которая оказалась примерно вдвое меньше принятого в справочной литературе значения. Показано, что детальный анализ Периодической системы Менделеева подтверждает сделанный выбор энтропии и теплоты плавления.

По мере роста сажевая частица претерпевает ряд существенных морфологических изменений (называемых “старением”), которые приводят к снижению реакционной способности поверхности частицы. В данной статье с помощью метода реакционной молекулярной динамики исследуется взаимодействие между молекулами ацетилена, находящимися в газовой фазе, и поверхностью сажевых частиц различной степени зрелости. Продемонстрировано, что разветвленная морфология “молодых” сажевых частиц и наличие наноразмерных полостей на их поверхности может являться еще одним эффектом, оказывающим весомое влияние на более высокую реакционную способность сажевых частиц.

На базе теоретических и известных экспериментальных результатов приведена уточненная математическая модель термохимического разрушения многослойного композиционного материала. Учет перетекания тепла поперек тела дает более точный прогноз состояния защищаемой деревянной конструкции в условиях пожара. Проведено сопоставление результатов численных расчетов с известными данными.

Изучается отклик газовых (воздушных) пузырьков в сферическом кластере на однократное импульсное косинусообразное понижение и последующее восстановление давления окружающей жидкости (водоглицериновой смеси) при длительности импульса в окрестности периода собственных колебаний кластера. Полагается, что все пузырьки в ходе отклика остаются слабонесферическими. Исследуется влияние продолжительности и амплитуды импульса возбуждения, положения пузырьков в кластере, расстояния между пузырьками, числа пузырьков в кластере. Рассматриваются кластеры кубической структуры, в которых центры пузырьков располагаются в узлах кубической сетки, а также кластеры со случайным расположением пузырьков и с пузырьками, находящимися в центре и вершинах ряда вложенных друг в друга правильных многогранников. Для оценки влияния взаимодействия между пузырьками проводится сравнение с откликом одиночного пузырька. Используется один из вариантов дискретных моделей динамики пузырьков в кластере, в котором наряду с радиальными колебаниями моделируются их пространственные перемещения и малые несферические деформации. Установлено, что при выполнении условия малости несферических деформаций пузырьков в ходе отклика максимальное повышение давления в пузырьках по отношению к его начальному значению не превосходит нескольких раз. Если игнорировать нарушение данного допущения, то можно получить и значительно большие степени сжатия пузырьков. Это обусловлено тем, что при игнорировании нарушения условия малости деформаций диапазоны рассматриваемых параметров существенно расширяются.

Исследуется задача теплопроводности для точечного нестационарного источника тепла, расположенного внутри или снаружи плоскослоистой среды. Находится решение для гармонического источника тепла, а затем решение для произвольной временной зависимости точечного тепловыделения. Гармоническое решение задачи для произвольных плоскослоистых сред получено в виде одномерного интеграла.

Предложена математическая модель для металлогидридной установки, которая может быть использована для утилизации низкопотенциального тепла. В качестве примера источника низкопотенциального тепла рассмотрен топливный элемент типа HT PEMFC с высокотемпературной протонно-обменной мембраной на основе полибензимидазола, легированного фосфорной кислотой, с диапазоном рабочих температур 120–200°C. При температурах около нижней границы рабочего диапазона металлогидридный утилизационный цикл выглядит предпочтительнее традиционного цикла Ренкина.

Исследованы колебания газа и динамика аэрозоля при резонансной частоте в открытой трубе с изменяющимся сечением. Получены зависимости амплитуды колебаний давления газа и времени осаждения аэрозоля при различных амплитудах смещения поршня при резонансе. Наличие изменяющегося сечения позволило получить более интенсивные колебания в сравнении с однородной трубой, при этом форма волны давления сохраняла непрерывный и близкий к гармоническому вид для всех рассматриваемых амплитуд возбуждения. Выявлено уменьшение концентрации капель аэрозоля со временем, ускоряющееся с ростом амплитуды смещения поршня.