В статье представлена модель формирования термодиффузионного слоя на сталях. Химико-термическим способом в порошковой смеси были получены термодиффузионные покрытия на стали 45 и стали ХВГ. Проведены исследования послойного рентгеноструктурного фазового и микрорентгеноспектрального анализа исследуемых покрытий. на сталях. Полученные результаты рентгеноструктурного и микрорентгеноспектрального анализа диффузионных покрытий подтверждают правильность модели формирования диффузионного слоя и изложенных теоретических предпосылок. Результаты исследования могут быть использованы при составлении смесей для термодиффузионного насыщения.

Ключевые слова: диффузионный слой, диффузионное хромирование, диффузионное покрытие

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия

При выборе метода интенсификации оценка теплогидравлической эффективности является важным критерием. В данной работе проведена оценка теплогидравлической эффективности пульсационного метода интенсификации теплообмена применительно к коридорному пакету труб. Теплогидравлическая эффективность оценивалась путем сопоставления отношения прироста числа Нуссельта к приросту коэффициента гидравлического сопротивления в пульсационном течении по сравнению со стационарным течением. Коэффициент гидравлического сопротивления определялся путем численного моделирования в AnsysFluent. Результаты численного исследования показали, что увеличение произведения амплитуды пульсаций и числа Струхаля приводит к понижению теплогидравлической эффективности при всех значениях числа Рейнольдса, при этом теплогидравлическая эффективность выше при минимальных значениях числа Рейнольдса.

Ключевые слова: фактор аналогий Рейнольдса, пульсация потока, интенсификация теплообмена, теплогидравлическая эффективность

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.3 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

Изоляционные материалы широко используются в нефтехимической, энергетической и других отраслях промышленности. Теплоизоляционные материалы играют важную роль в энергосбережении систем централизованного теплоснабжения и в строительном секторе. В данной работе экспериментальным методом определено влияние цикла смачивания и сушки на теплопроводность и плотность теплоизоляционных материалов. Теплопроводность изоляционных материалов определялась методом защищенной горячей пластины. Установлено, что после четырех циклов смачивания и сушки теплопроводность и плотность теплоизоляционных материалов повышается до 2 и 2,5 раз соответственно.

Ключевые слова: теплопроводность теплоизоляционных материалов, плотность теплоизоляционных материалов, увлажнение теплоизоляционных материалов

2.1.5 - Строительные материалы и изделия

Точность расчета и требуемое машинное время существенно зависит от выбора модели турбулентности. В данной статье проанализированы три модели турбулентности SST, k-w SST, и RNG k-e EWT с улучшенной пристеночной функцией применительно к коридорному пучку труб. Определено распределение теплоотдачи по глубине пучка. Получены профили скоростей в поперечных сечениях по глубине пучка труб. В результате численных исследований показано, что совпадение с экспериментальными данными для моделей SST, k-w SST, и RNG k-e EWT составило 75, 32 и 10% соответственно.

Ключевые слова: моделирование турбулентности, пучки труб, теплообмен, математическое моделирование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

В данной работе численным методом исследована эффективная теплопроводность пористых материалов. Предложена методика конструирования изоляционного материала с заданными геометрическими характеристиками, позволяющая с достаточной точностью прогнозировать теплопроводность пористой изоляции. Конструирование вспененных пористых теплоизоляционных материалов основывалось на методе диаграммы Вороного. Эффективная теплопроводность пористых сред определялась для двадцати структур с различными геометрическими характеристиками. Теплофизические свойства материала соответствовали меланину. Для верификации численного решения эффективная теплопроводность меланиновой губки определялась экспериментально. Между собой сравнивалась одна регулярная структура и три нерегулярные структуры. Порозность изоляционных конструкций находилась в диапазоне от 0,722 до 0,987, диаметр фибер в диапазоне от 0,0489 мм до 0,1259 мм. Предложено теоретическое решение для определения эффективной теплопроводности регулярных структур. Предложенная в работе методика может быть использована для конструирования теплоизоляционных материалов на основе аддитивных технологий, с известно заданными теплоизоляционными и конструктивными свойствами.

Ключевые слова: эффективная теплопроводность, пористая структура, пористый изоляционный материал, диаграмма Вороного

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

В работе проведено экспериментальное исследование влияния пульсаций потока на теплообмен в пучке труб. Экспериментальным путем получены закономерности теплообмена в пучке труб при пульсационном режиме течения потока. Максимальная интенсификация теплообмена составила 3,23 раза.

Ключевые слова: теплообмен, пульсационное течение, коридорный пучок труб, интенсификация теплообмена, кожухотрубный теплообменник.

В данной работе на основе математического моделирования исследован теплообмен в пористой среде при пульсирующем течении. Моделирование проводилось в программном продукте AnsysFluent. Пористая среда была представлена в виде двухмерного канала с квадратными трубами. Определены закономерности теплообмена и гидравлического сопротивления пористой среды в пульсирующем потоке при различной пористости и диаметра фибер в зависимости от числа Рейнольдса, числа Прандтля, частоты и амплитуды пульсаций. Степень интенсификации теплообмена существенно зависит от режимных и геометрических параметров. Предложен ряд обобщающих зависимостей для расчета теплоотдачи и степени интенсификации теплообмена при симметричных и несимметричных пульсациях потока. Определена теплогидравлическая эффективность при одинаковых числах Рейнольдса и мощностях на прокачку теплоносителя в пористой среде при симметричных и несимметричных пульсациях потока.

Ключевые слова: теплообмен, пульсационное течение, пористая среда, математическое моделирование, теплогидравлическая эффективность

01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ