Теплофізика та Теплоенергетика

ВПЛИВ НЕІЗОТЕРМІЧНОСТІ НА ЕФЕКТИВНІСТЬ ПЛІВКОВОГО ОХОЛОДЖЕННЯ ПРИ ЧАСТКОВОМУ БЛОКУВАННІ ОТВОРІВ ВИДУВУ ОХОЛОДЖУВАЧА

M.A. Danylov — 2026-02-05

У статті досліджено вплив неізотермічності потоку на ефективність плівкового охолодження плоскої поверхні при частковому блокуванні отворів видуву охолоджувача. Дослідження виконано за допомогою чисельного моделювання в комерційному пакеті ANSYS CFX 2019 R2 із застосуванням SST-моделі турбулентності для умов з параметром неізотермічності , що відповідає експлуатаційним режимам транспортним та енергетичних ГТУ (температура основного потоку 1100 °С, охолоджувача 500 °С). Розглянуто діапазон параметра вдуву від 0.4 до 1.0, характерний для роботи турбіни на частковому навантаженні, для трьох конфігурацій: без блокування та з частковим блокуванням 25% та 50% поперечного перерізу отворів видуву охолоджувача. Встановлено, що в умовах високої неізотермічності ( ) абсолютні значення ефективності плівкового охолодження є вдвічі вищими порівняно з низькотемпературними умовами ( ): при ефективність зростає з 16.8% ( ) до 33.6% ( ) для конфігурації без блокування. Блокування отворів знижує ефективність на 13.7% при h/d = 0.5 та на 28.6% при відносно базової конфігурації без блокування при , що пов'язано з підвищенням швидкості видуву та зміною кута виходу потоку. Поперечна нерівномірність розподілу плівки зберігається для всіх конфігурацій.

ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РАДІАЦІЙНО-КОНВЕКТИВНОЇ ТЕПЛОВІДДАЧІ ВІД НАГРІТОГО ОБ’ЄКТУ В НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ В УМОВАХ ВІЛЬНОЇ КОНВЕКЦІЇ

B.I. Borys — 2026-02-05

Наведено результати чисельного дослідження радіаційно-конвекційного теплообміну між нагрітою горизонтальною алюмінієвою пластиною і повітряним середовищем при наявності плоского текстолітового екрану, встановленого паралельно нагрітій пластині на деякій відстані від неї. Для зменшення інтенсивності радіаційного теплового потоку з зовнішньої поверхні текстолітового екрану на його поверхнях нанесено низькоемісійне покриття з мідної фольги. За результатами чисельних досліджень визначається вплив низькоемісійне покриття і відстані між екраном і нагрітою пластиною на зменшення інтенсивності радіаційного теплового потоку з поверхні екрану. Ці результати можуть використовуватися для визначення способу ефективного температурного масування нагрітих елементів обладнання.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ СКЛАДУ РІДКИХ КОМПОЗИЦІЙ ГЕЙНЕРІВ НА КІНЕТИКУ ЇХ СУШІННЯ В СИСТЕМІ «КРАПЛЯ – ПАРОГАЗОВЕ СЕРЕДОВИЩЕ»

T. Ya. Turchyna — 2026-02-05

В статті наведено результати експериментальних досліджень кінетики сушіння крапель рідких композицій гейнерів у системі «крапля – парогазове середовище». Композиції згідно вимог складаються з білків, жирів та вуглеводів у певних пропорціях. Вуглеводи представлені ди- і полісахаридами. Високий вміст вуглеводів визначив кінетику сушіння крапель цих продуктів як типових колоїдних рідин. Для них характерні різкі зміни форми та розмірів висушуваних крапель у стадії кипіння і подовження стадії досушування, що призводить до одержання збільшених за розмірами тонкостінних і пустотілих частинок. Усі висушені частинки композицій гейнерів у потоці теплоносія перебували у рухомому стані, а ті, що містять крохмаль, - у більш м’якому, і лише після охолодження до 20°С ставали твердими, міцними, а їх поверхня в результаті склування – глянцевою.

ПІДВИЩЕННЯ ККД ТАРІЛОК В КОЛОННИХ МАСООБМІННИХ АПАРАТАХ

Yu.V. Bulii — 2026-04-16

Для дослідження фазової рівноваги між рідиною і парою в системі етиловий спирт–вода розроблений прилад, конструкція якого дозволила підвищити точність результатів і скоротити час досягнення рівноважного стану до 30–40 хв. Отримані експериментальні дані щодо фазової рівноваги в діапазоні значень тиску від 103 до 50,6 кПа. Термодинамічна перевірка результатів показала задовільну ступінь узгодженості розрахункових і експериментальних даних. Розроблені способи масообміну між рідиною і парою в режимі контрольованих циклів затримки і переливу рідини та конструкції масообмінних апаратів для їх реалізації. Встановлені гідродинамічні режими роботи тарілок. Експериментально доведено, що подовження часу контакту фаз на тарілках до 30–60 с дозволяє суттєво підвищити їх ККД і скоротити витрати гріючої пари на 40 %.

ТЕПЛО- ТА МАСООБМІН В АПАРАТАХ ОТРИМАННЯ БІЛКА НА ОСНОВІ ВОДЕНЬОКИСЛЮЮЧИХ БАКТЕРІЙ

B.A. Troshen'kin — 2026-02-05

Розглянуто сучасний стан робіт з одержання білка на основі воденьокислюючих бактерій. Для виявлення недоліків апаратурного оформлення процесу вирощування біомаси створено експериментальну установку та проведено низку досліджень. Результати зіставлені за наявними даними. Рекомендовано замість ферментерів з мішалками застосовувати плівкові апарати. Складено послідовність розрахунку тепломасообміну в плівковому апараті. Наведено економічні та екологічні переваги промислового виробництва білка порівняно з сільськогосподарським.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ГЕОМЕТРИЧНОЇ ФОРМИ СОПЛА НА ТЕРМОДИНАМІЧНІ ТА ГАЗОДИНАМІЧНІ ПАРАМЕТРИ ВИХЛОПНОГО ПОТОКУ МАЛОГО ТРД З ЕЖЕКТОРОМ

B. O. Makarchuk — 2026-02-05

У роботі розглядається числове моделювання вихлопного потоку малого турбореактивного двигуна (ТРД), зокрема аспект впливу геометричного профілю сопла у комбінації із застосуванням ежектора на змішування потоків та тепловий слід. Отримані значення профілів тиску та швидкості у робочих перерізах верифікаційної моделі, після чого розрахована реактивна тяга двигуна та безпосередньо ежектора. Виведені з розрахунку значення однозначно пов’язують тягу двигуна з термодинамічними умовами задачі і підтверджують відповідність моделі реальній установці. Виявлено, що профілювання сопла малого ТРД у поєднанні із застосуванням ежектора дозволяє створювати вихрові течії, що інтенсифікують змішування вторинного потоку ежектора з первинним потоком сопла та здатні керовано покращити теплообмін і відповідно, за даними аналогічних досліджень, знизити температуру ядра вихлопного потоку двигуна. Подальша робота буде спрямована на оптимізацію конструкції та конкретизацію методики зниження теплової помітності апарата, що використовує малий ТРД у якості маршової рушійної установки.