Teplofizika vysokih temperatur
Media registration certificate: № 0110203 от 04.02.199
High Temperature (Teplofizika Vysokikh Temperatur), founded in 1963, is a prominent Russian physical engineering journal. Coverage includes properties and processes in low-temperature plasmas; thermophysical properties of substances including pure materials, mixtures and alloys; phase equilibria; heat and mass transfer phenomena in particular by forced and free convections, boiling and condensation processes, radiation and complex heat transfer; methods and instruments of experimental techniques; high temperature installations and equipment for power engineering applications and more.
The journal publishes original papers and reviews in high-temperature thermal physics, by Russian and international researchers. It reflects trends in thermal physics, presenting the results of contemporary experimental investigations; studies in the numerical simulation of complex thermal, gas-dynamics, and heat-and-mass-transfer processes; and the latest achievements in the theoretical description of the properties of high-temperature media.
Abstracted/Indexed in Science Citation Index, Science Citation Index Expanded (SciSearch), Journal Citation Reports/Science Edition, SCOPUS, INSPEC, Chemical Abstracts Service (CAS), Google Scholar, EBSCO, Academic OneFile, Academic Search, Chimica, CSA Environmental Sciences, Current Contents/Physical, Chemical and Earth Sciences, EI-Compendex, Gale, INIS Atomindex, International Bibliography of Book Reviews (IBR), International Bibliography of Periodical Literature (IBZ), OCLC, SCImago, Summon by ProQuest.
Edição corrente
![Acesso aberto](https://journals.rcsi.science/lib/pkp/templates/images/icons/text_open.png)
![Acesso é fechado](https://journals.rcsi.science/lib/pkp/templates/images/icons/text_unlock.png)
![Acesso é fechado](https://journals.rcsi.science/lib/pkp/templates/images/icons/text_lock.png)
Volume 61, Nº 6 (2023)
Тепломассообмен и физическая газодинамика на страницах журнала “теплофизика высоких температур”. К 60-летию журнала
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Кипение в публикациях ТВТ: от базовых механизмов к разработке методов управления потоками для интенсификации теплообмена
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Исследование плазмы
Самоорганизация кластеров активных броуновских частиц в коллоидной плазме при воздействии лазерного излучения
Resumo
Кластеры активных броуновских частиц в газоразрядной плазме рассматриваются как открытые системы с обменом энергией с окружающей средой. Показана эволюция кластера из 19 активных броуновских частиц с частично поглощающей металлической поверхностью (так называемых янус-частиц) при воздействии на них интенсивного лазерного излучения. Экспериментально наблюдалось формирование сильно коррелированных кластеров заряженных частиц с ростом мощности лазерного излучения. На основе анализа траекторий частиц, области их локализации, изменения их кинетической энергии, фрактальной размерности и динамической энтропии при различных значениях плотности мощности лазерного излучения изучена самоорганизация кластера сильновзаимодействующих частиц в плазме высокочастотного тлеющего разряда.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Возбуждение стационарных мод неустойчивости поперечного течения с помощью плазменного актуатора на основе диэлектрического барьерного разряда
Resumo
Представлены результаты исследования стационарной моды неустойчивости поперечного течения, возбуждаемой с помощью плазменного актуатора на основе диэлектрического барьерного разряда в трехмерном пограничном слое на стреловидной пластине с наведенным градиентом давления. Показано, что актуатор генерирует моду неустойчивости заданной длины волны с начальной амплитудой до 2% от скорости набегающего потока, при этом соотношение сигнал/шум составляет не более 15%. В результате параметрического исследования получено семейство кривых нарастания возбуждаемой моды неустойчивости как функции параметров напряжения, питающего разряд. Показано, что начальная амплитуда стационарных возмущений, порождаемых актуатором в исследованном диапазоне параметров, квадратично зависит от перенапряжения на электродах и линейно от частоты, что совпадает с аналогичной зависимостью для тяги актуатора.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Давление и изотермическая сжимаемость асимметричной комплексной плазмы с учетом нелинейного экранирования в модели средней ячейки Вигнера–Зейтца
Resumo
В данной работе рассмотрена двухкомпонентная электронейтральная равновесная комплексная плазма макроионов конечных размеров с зарядом Z (Z \( \gg \) 1) и точечных противоположно заряженных микроионов c единичным зарядом. С учетом эффекта нелинейного экранирования макроионов микроионами в рамках приближения Пуассона–Больцмана рассчитано давление в модели средней ячейки Вигнера–Зейтца. Один из способов расчета основан на вычислении поправки на неидеальность для свободной энергии Гельмгольца, второй является специфическим для модели средней ячейки Вигнера–Зейтца. Показано, что давление и изотермическая сжимаемость плазмы являются положительными во всем диапазоне концентраций макроионов.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Thermophysical Properties of Materials
Новая корреляционная модель теплопроводности жидких гидрофторхлорпроизводных олефинов, гидрофторуглеродов и гидрохлорфторуглеродов
Resumo
Разработана корреляционная зависимость теплопроводности \({{\lambda }_{s}}\) жидких хладагентов на линии насыщения в виде простой функции от температуры \(T\): \({{\lambda }_{s}}{\text{/}}{{\lambda }_{0}} = {{(1 + \tau )}^{2}} + A{{\tau }^{{ - \chi }}}\) (где \({{\lambda }_{0}}\) – критериальная единица, \(\tau = 1 - T{\text{/}}{{T}_{c}}\), \({{T}_{c}}\) – критическая температура). Данная зависимость удовлетворяет требованиям динамической масштабной теории, в частности предельному переходу \({{\lambda }_{s}}(T \to {{T}_{c}}) \to + \infty \). Предложенная корреляционная зависимость апробирована на примере описания теплопроводности 17 жидких веществ в диапазоне параметров состояния от линии насыщения до критического давления \({{p}_{c}}\), в интервале температур от температуры тройной точки Ttr до \({{T}_{c}}\). Рассмотренные вещества включают девять хладагентов четвертого поколения – гидрофторхлорпроизводных олефинов, семь гидрохлорфторуглеродов и гидрофторуглеродов, а также C3H8. На примере описания \({{\lambda }_{s}}\) C3H8 показано, что предложенная корреляционная зависимость не только качественно, но и количественно точно передает поведение \({{\lambda }_{s}}\) в окрестности критической точки. На основе статистического анализа показано, что предложенная корреляция с существенно меньшей неопределенностью описывает данные о теплопроводности жидких гидрофторхлорпроизводных олефинов как на линии насыщения, так и в однофазной области. На основе предложенной методики впервые в интервале температур \(134.3 \leqslant T \leqslant 373.15\) К рассчитана теплопроводность цис-изомера R1225ye(Z).
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Определение плотности ядра Земли на основе уравнений состояния железа и титана при высоких давлениях и температураx
Resumo
С применением разработанных ранее уравнений состояния железа и титана рассчитана плотность ядра Земли при массовом содержании титана в смеси с железом ~20%. Это значение концентрации принято по данным для высокотитанистых HT-базальтов, образование которых в крупных изверженных (магматических) провинциях гипотетически связано со всплытием в мантии от ядра к поверхности тепловых плюмов. Расчетные зависимости плотности во внешнем жидком и внутреннем твердом ядре удовлетворительно согласуются с данными геофизической модели PREM.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Масс-спектрометрическое термодинамическое исследование системы Fe2O3–TiO2
Resumo
Методом высокотемпературной дифференциальной масс-спектрометрии изучены процессы испарения и термодинамические свойства образцов системы Fe2O3–TiO2, содержащих 25, 35 и 45 мол. % оксида железа. Как показано ранее, при температурах выше 1400 К Fe2O3, теряя кислород, превращается в FeO. Поэтому в данной работе проведено масс-спектрометрическое термодинамическое исследование системы FeO–TiO2 при температуре 1760 К. Определены состав и парциальные давления пара, а также значения активностей FeO и избыточной энергии Гиббса в системе FeO–TiO2. Привлечение полинома Вильсона позволило впервые оценить энтальпию смешения и избыточную энтропию в системе FeO–TiO2 при 1760 К. Проведено моделирование термодинамических свойств расплавов системы FeO–TiO2 при 1760 К на основе обобщенной решеточной теории ассоциированных растворов, и рассчитаны относительные числа связей различного типа в модельной решетке расплава, свидетельствующие о предпочтительном образовании связей Fe–O–Ti при содержании FeO, равном 55 мол. %. Показано, что при температуре 1760 К найденные значения избыточной энергии Гиббса в системе FeO–TiO2 свидетельствуют об отрицательных отклонениях от идеальности.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Ударно-волновые превращения мелкозернистого кварца, диспергированного в серебряной матрице
Resumo
Образцы с пористостью 2–3 и 13%, состоящие из мелкозернистого кварца, диспергированного в серебряной матрице, были подвергнуты ударному сжатию до 28, 33 и 37 ГПа в плоских ампулах сохранения. В образцах с пористостью 2–3% после очистки от серебра наряду с аморфизованным кварцем рентгенографически обнаруживалась кристаллическая фаза высокого давления диоксида кремния, отличная от стишовита и предположительно имеющая моноклинную решетку.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Теоретическое исследование теплофизических, механических и ультразвуковых свойств слоев NbN на подложках из MgO (001) при высоких температурах
Resumo
В работе рассчитаны упругие, механические и теплофизические свойства слоев NbN/MgO (001) в интервале температур 600–900°С с использованием упругих констант более высокого порядка. С учетом двух фундаментальных факторов – расстояния до ближайшего соседа и параметра твердости ‒ упругие постоянные второго и третьего порядка оцениваются с использованием подходов потенциала Борна–Майера. Вычисленные значения постоянной второго порядка использовались для расчета модуля Юнга, теплопроводности, анизотропии Зенера, модуля объемного сжатия, плотности тепловой энергии, модуля сдвига, а также коэффициента Пуассона с целью оценки тепловых и механических свойств слоев NbN/MgO (001). Упругая постоянная второго порядка также используется для расчета скоростей волн для сдвиговых и продольных мод распространения вдоль кристаллических ориентаций [100], [110], [111]. Оценены зависящие от температуры средняя скорость Дебая, твердость и ультразвуковые параметры Грюнайзена. Отношение трещиностойкости B/G в текущем исследовании превышает 1.75, и наноструктурированный слой NbN/MgO (001) является пластичным в рассматриваемом температурном диапазоне. Выбранные материалы полностью удовлетворяют требованиям Борна по механической стабильности. Рассчитано время тепловой релаксации, а также ослабление ультразвуковых волн за счет термоупругой релаксации и механизма фонон-фононного взаимодействия. Результаты вместе с другими хорошо известными физическими характеристиками полезны для инженерного применения.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Высокотемпературное деформирование гранулированного никелевого сплава
Resumo
Предложен вариант теории термовязкопластичности, осуществляемый математическим моделированием вязкопластического поведения гранулированного никелевого сплава в условиях высоких температур и базирующийся на теории течения при комбинированном упрочнении. Вариант теории термовязкопластичности обобщен на неизотермическое нагружение и на зависимость процесса нагружения от скорости деформирования. Приведены результаты экспериментов на одноосное растяжение цилиндрических образцов из гранулированного никелевого сплава при высоких температурах и различных скоростях деформирования. Полученные расчетные диаграммы вязкопластического деформирования сопоставляются с экспериментальными. Наблюдается удовлетворительное согласие расчетных и экспериментальных результатов, что свидетельствует об адекватности разработанных варианта теории термовязкопластичности и метода идентификации материальных параметров.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Heat and Mass Transfer and Physical Gasdynamics
О встречном воздействии на детонационную волну в пузырьковой жидкости волнами малой амплитуды
Resumo
В работе представлены результаты численного исследования взаимодействия детонационных волн со встречными волнами давления в пузырьковой жидкости. Проанализировано изменение параметров детонационной волны при прохождении через фронт встречной волны давления. Изучена возможность управления распространением детонационного процесса путем изменения состояния пузырьковой системы встречными волнами давления.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Численное исследование термического разрушения ТВЭЛов с нитридным топливом с использованием тяжелоаварийного модуля интегрального кода ЕВКЛИД/V2
Resumo
В работе представлены подходы, которые могут быть использованы для анализа поведения ТВЭЛов со смешанным нитридным уран-плутониевым топливом во время аварийных ситуаций, сопровождающихся термическим разрушением ТВЭЛов. Приведены результаты валидации на доступных в настоящее время данных. Оценена погрешность расчетов по результатам валидации. На базе валидированной модели представлены результаты численного исследования особенностей разрушения ТВЭЛов со смешанным нитридным уран-плутониевым топливом для условий аварий, характерных для реакторных установок с натриевым и свинцовым теплоносителями.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Влияние пучка ускоренных электронов и внешнего электрического поля на горение пропан-воздушной смеси в дозвуковом потоке воздуха
Resumo
Рассматривается влияние предварительной ионизации и возбуждения молекул топливно-воздушной смеси при воздействии электронным пучком, созданным во внешнем электрическом поле, на увеличение интенсивности процессов горения. Для исследования воздействия электронно-пучковой плазмы на горение пропан-воздушной смеси проведена серия экспериментов. Определяются характеристики пропан-воздушной смеси до и после облучения электронным лучом в присутствии и в отсутствие внешнего электрического поля. Находятся границы комбинированного воздействия пучка электронов и внешнего электрического поля для повышения эффективности горения пропан-воздушной смеси в дозвуковом потоке. Разрабатывается физическая модель процессов в несамостоятельном разряде в дозвуковом потоке горючей смеси в известных экспериментальных условиях.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Проблема нагнетания сухого пара в пласт без конденсации в скважине
Resumo
Исследуются температурные потери по колонне скважины для случая нагнетания сухого пара с целью выяснения возможности его доставки до забоя без конденсации. Принимается, что в горной породе температура растет с увеличением глубины согласно геотермальному градиенту, расход пара постоянен, пар в устье имеет высокую температуру и является сухим, не содержащим капелек воды. По пути к забою снижается температура пара, но не достигает еще точки насыщения. Потери тепла в горную породу вычисляются по общепринятой формуле. Определяется положение точки начала конденсации пара в скважине. Расчеты проводятся для наиболее вероятных на промыслах расходов 25, 50, 75 и 100 т/сут. Теплоемкость сухого пара считается постоянной, что приемлемо лишь для низких значений давлений, до 3–4 МПа. В этом случае предлагается формула для распределения температуры пара по колонне и задача решается аналитически. Однако при повышенных давлениях приходится учитывать термическую зависимость теплоемкости пара и применять численный метод для нахождения температурного распределения. На основании рассчитанных вариантов делается вывод о возможности подачи количества теплоты фазового перехода в резервуар в полном объеме. Если залежь высокопроницаемая и залегает близко к поверхности, то можно надеяться на доставку теплоты фазового перехода в пласт полностью. При глубинах залегания более 500 м пар полностью конденсируется в колонне. Теплота фазового перехода поступает в горную породу.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
НОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА И СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Генерация второй оптической гармоники под действием узкополосных терагерцовых импульсов в антиферромагнетике NiO
Resumo
В работе рассмотрены аспекты генерации второй оптической гармоники в центросимметричном антиферромагнетике NiO при воздействии узкополосными терагерцевыми импульсами с напряженностью электрического поля порядка 1 МВ/см. Обнаружено, что при воздействии терагерцевыми импульсами с частотой 1 ТГц, которая соответствует частоте антиферромагнитного резонанса NiO, наблюдается значительное уменьшение интенсивности второй гармоники по сравнению c воздействием импульсами с частотой 1.5 ТГц. Показано, что наблюдаемое снижение интенсивности генерации второй гармоники может быть объяснено многолучевой интерференцией при распространении узкополосного терагерцевого импульса в тонком образце.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Обзор
Гидрогазодинамика и теплофизика двухфазных потоков с твердыми частицами, каплями и пузырями
Resumo
Рассмотрены основные проблемы и особенности изучения двухфазных потоков. Кратко описаны основные методы математического моделирования двухфазных потоков, описывающие на различном иерархическом уровне межфазную границу, межфазные взаимодействия и турбулентность несущей фазы. Описаны и проанализированы некоторые из последних результатов исследований двухфазных потоков с твердыми частицами, каплями и пузырями: эффективные способы тепловой защиты энергодвигательных установок, работающих на твердом топливе; определение вклада конденсации углеродных наночастиц в горение и детонацию газообразных углеводородов; методы борьбы с обледенением летательных аппаратов; особенности развития и устойчивости факела распыла; распространение акустических волн в многофракционных полидисперсных парогазокапельных смесях газа с твердыми частицами; развитие детонационных волн в пузырьковой жидкости и многие другие.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Short Communications
Прямое измерение кривой плавления циркония до 4 кбар методом изобарического импульсного нагрева
Resumo
Выполнены измерения температуры плавления циркония при разных давлениях в диапазоне от 1 до 4000 бар методом импульсного нагрева электрическим током. Полученная зависимость температуры плавления от давления дает оценку наклона кривой плавления циркония 62 К/ГПа, что согласуется с результатами первопринципных расчетов.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Осаждение полидисперсного аэрозоля в узкой закрытой трубе при резонансном режиме колебаний
Resumo
Экспериментально исследованы нелинейные колебания газа и осаждения табачного дыма при резонансе в узкой закрытой трубе. На полученных осциллограммах наблюдается асимметричность переднего и заднего фронтов волны давления. С возрастанием амплитуды колебаний поршня выявлено увеличение уровня звукового давления газа до 163 дБ при максимальной исследуемой амплитуде возбуждения 0.3 мм. Осаждение частиц табачного дыма в резонансном режиме колебаний с амплитудой возбуждения 0.3 мм происходит в 24 раза быстрее по сравнению с естественным осаждением.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
Численный метод решения обратной задачи неизотермической фильтрации в средах с двойной пористостью
Resumo
Построена математическая модель неизотермической фильтрации жидкости в среде с двойной пористостью. Исследовано влияние фильтрационных и теплофизических параметров трещиновато-пористого пласта на кривые изменения температуры, давления и их производные в забое вертикальной скважины. На основе предложенной модели разработан вычислительный алгоритм интерпретации результатов термогидродинамических исследований вертикальных скважин. В качестве исходной информации использованы замеры давления и температуры в забое скважины после ее пуска.
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)