Acesso aberto
Acesso está concedido
Somente assinantes
Volume 63, Nº 3 (2025)
Articles
OIVT RAN – 65 let!
High Temperature. 2025;63(3):325
325
Plasma Investigations
RASChET KhARAKTERISTIK DREYFA ELEKTRONOV V GELII V DIAPAZONE NAPRYaZhENNOSTEY ELEKTRIChESKOGO POLYa 0.001–10000 Td
Resumo
Рассчитаны кинетические характеристики дрейфа электронов в гелии в широком диапазоне значений приведенной напряженности электрического поля 0.001 < E/N < 10000 Тд. Для случаев слабого и умеренно сильного полей E/N < 100 Тд вычислены скорость дрейфа, эффективная температура, коэффициенты продольной и поперечной диффузии, коэффициент ионизации. Для случаев сильного и сверхсильного полей 100 < E/N < 10000 Тд приведены результаты расчетов для двух моделей ухода электронов из системы: 1) модели лавины с размножением; 2) модели с уходом на стенку самого энергичного электрона в системе при акте ионизации или переходе в режим убегания. Учет появления в системе новых электронов при актах ионизации в условиях стационарного тока позволил включить в рассмотрение уход электронов из системы на стенку с определением ее потенциала и по аналогии с коэффициентом ионизации ввести определение коэффициента убегания электронов. Приведены аналитические аппроксимации скорости дрейфа, средней энергии и коэффициента ионизации в зависимости от приведенной напряженности поля.
High Temperature. 2025;63(3):326-332
326-332
VLIYaNIE POLYaRNOSTI ELEKTRODOV NA GAZODINAMIKU PLAZMY KAPILLYaRNOGO RAZRYaDA
Resumo
В результате экспериментальных исследований импульсного эрозионного разряда в открытом с обоих торцов капилляре обнаружена асимметрия структуры и дисбаланс импульса плазменных струй, истекающих из противоположных торцов капилляра, разность полных давлений между которыми достигает единиц атмосфер. Анализ ударно-волновой структуры сверхзвуковых плазменных струй, результатов измерения их импульса, а также электрических параметров разряда показывает, что основной причиной наблюдаемой асимметрии является различный энерговклад на отдельных участках разряда, зависящий от ориентации внешнего электрического поля относительно направления потока и знаков градиентов присутствующих в нем неоднородностей. Градиенты давления, плотности и температуры потока, достигающие максимальных значений в окрестности торцов капилляра и скачков уплотнения, являются причиной возникновения полей поляризации. Эти поля, складываясь с внешним электрическим полем, определяют вкладываемую в разряд электрическую мощность, влияя тем самым на характеристики течения на противоположных сторонах разрядника.
High Temperature. 2025;63(3):333-343
333-343
TERMODINAMIChESKIE I TRANSPORTNYE SVOYSTVA POSTPEREKhODNYKh METALLOV V OBLASTI SVERKhKRITIChESKOGO FLYuIDA
Resumo
В рамках модели «3+» выполнен одновременный расчет уравнения состояния, состава и проводимости сверхкритических паров постпереходных металлов (Ga, In, Tl, Pb, Bi). Особенностью модели является наличие новой компоненты – электронного желе – наряду с традиционными компонентами: электронами, ионами и атомами. Электронное желе существует при любой плотности, участвует в проводимости, но при этом не входит в уравнение баланса. Получены параметры критической точки перехода пар–жидкость для постпереходных металлов (Ga, In, Tl, Pb, Bi), включая проводимость в околокритической области.
High Temperature. 2025;63(3):344-352
344-352
Thermophysical Properties of Materials
FONON-ROTONNYY SPEKTR V NEUPORYaDOChENNYKh SISTEMAKh: ZhIDKOMETALLIChESKIY VODOROD
Resumo
Обобщение критерия Фейнмана позволяет описывать элементарные возбуждения в жидкостях и плазмоподобных средах. На этой основе исследуется спектр элементарных возбуждений в жидкометаллическом водороде. Показано существование фонон-ротонной ветви элементарных возбуждений и ее зависимость от параметров кулоновского взаимодействия и вырождения. Универсальность обобщенного критерия позволяет использовать его для систем, описываемых различными межчастичными потенциалами.
High Temperature. 2025;63(3):353–359
353–359
ISSLEDOVANIE TERMIChESKOGO RASShIRENIYa NANOSTRUKTURIROVANNYKh TERMOELEKTRIChESKIKh MATERIALOV NA OSNOVE (Bi,Sb)2Te3
Resumo
Исследованы температурные зависимости коэффициентов термического линейного расширения наноструктурированных низкотемпературных термоэлектрических материалов на основе Bi2Te2.8Se0.2 и Bi0.5Sb1.5Te3 и среднетемпературных термоэлектрических материалов на основе Bi2Te2.4Se0.6 и Bi0.4Sb1.6Te3. Наноструктурированные термоэлектрические материалы получали методом искрового плазменного спекания нанодисперсных порошков предварительно синтезированных материалов. Нанодисперсные порошки подготовлены с помощью планетарной шаровой мельницы. Измерена плотность и микротвердость наноструктурированных термоэлектрических материалов. Коэффициент термического линейного расширения измерялся в интервале температур 200–600 К дилатометрическим методом в параллельном и перпендикулярном направлениях к оси прессования образцов термоэлектрических материалов. Коэффициент анизотропии термического линейного расширения составил 1.18. Коэффициенты термического линейного расширения в интервале исследованных температур составили для Bi2Te2.8Se0.2 от 16.9 × 10−6 до 17.3 × 10−6 K−1, для Bi0.5Sb1.5Te3 — от 15.3 × 10−6 до 16.4 × 10−6 K−1, для Bi2Te2.4Se0.6 и Bi0.4Sb1.6Te3 — (14.3 ± 0.3) × 10−6 K−1. Коэффициенты термического линейного расширения для материалов n- и p-типа имеют близкие значения.
High Temperature. 2025;63(3):360-367
360-367
FAZOVYE PREVRAShchENIYa I KRITIChESKIE SVOYSTVA SISTEMY C3H7OH–C8H18
Resumo
Приведены значения параметров фазовых превращений (жидкость–пар) ⇄ жидкость, (жидкость–пар) ⇄ пар и критического состояния системы 1-пропанол–н-октан с содержанием н-октана x = 0.2, 0.5, 0.8 мол. доли, полученные по измеренным (p, ρ, T)x-данным методом пьезометра постоянного объема по изохорам в диапазоне температур 373.15–623.15 K, плотностей 15–650 кг/м3 и давлений до 58.2 МПа. Значения параметров фазовых превращений определены по фигуративным точкам изломов (изгибов) изохор фазовых диаграмм в (p,T)x-координатах. Значения критических параметров системы определены на основе анализа кривизны изохор, изотерм и изобар фазовых диаграмм в критической области. Зависимость давления насыщенных паров смесей ps = f(ρs, Ts)x вдоль кривой сосуществования фаз описана термическим уравнением состояния вириального вида – разложением фактора сжимаемости Z = ps/(RTsρms) в ряды по степеням приведенной плотности ρ/ρk и приведенной температуры T/Tk. Средняя относительная погрешность отклонений рассчитанных значений давления от экспериментальных составляет 0.47%.
High Temperature. 2025;63(3):368-374
368-374
MOLEKULYaRNYY SOSTAV PARA PRI LAZERNO-INDUTsIROVANNOM ISPARENII SISTEMY NfS–TaC do 4550 K
Resumo
В работе представлены результаты исследования молекулярного состава пара над образцами карбидной системы НfС–TaC при температурах более 4000 К. Для исследования были синтезированы плотные однофазные образцы карбидной системы НfС–TaC разного стехиометрического состава, содержащие 48, 63 и 79 мол. % TaC. Лазерно-индуцированное испарение этих образцов изучено с использованием времяпролетного масс-анализатора. Впервые идентифицированы молекулярные формы пара при испарении образцов карбидной системы НfС–TaC. Для всех основных молекулярных форм пара измерены температурные зависимости их относительных парциальных давлений при температурах до 4550 К. Определены соотношения давлений различных молекулярных форм пара системы НfС–TaC и влияние на них температуры и мольной доли TaC в образцах. Показано, что скорость испарения образцов системы НfС–TaC существенно ниже скорости сублимации графита в диапазоне температур 4200–4300 К.
High Temperature. 2025;63(3):375-382
375-382
TERMODINAMIKA ISPARENIYa TRIIODIDA SKANDIYa V FORME MOLEKUL ScI3 I Sc2I6
Resumo
В результате критического анализа экспериментальных и теоретических данных по структуре и частотам колебаний димерной формы молекул трииодида скандия выбраны значения молекулярных постоянных и рассчитаны термодинамические функции Sc2I6. С использованием литературных данных об отношении парциальных давлений димерных Pд и мономерных Pм молекул по методу «третьего закона термодинамики» рассчитан состав пара иодида скандия в температурном интервале 738–1178 К, для которого в литературе приведены данные по полному давлению. Найдено, что в приведенном температурном интервале отношение давлений Pд/Pм увеличивается от 0.01 до 1.7. По полученным парциальным давлениям рассчитаны величины энтальпии сублимации трииодида скандия в форме мономерных и димерных молекул и энтальпии образования этих молекул. Рекомендованные величины введены в базу данных программного комплекса ИВТАНТЕРМО.
High Temperature. 2025;63(3):383-389
383-389
Heat and Mass Transfer and Physical Gasdynamics
MODELIROVANIE PROTsESSA TEPLOMASSOOBMENA V DREVESINNYKh MATERIALAKh PRI VZAIMODEYSTVII IKh S ChASTITsAMI, NAGRETYMI DO VYSOKOY TEMPERATURY
Resumo
Рассмотрена математическая модель процесса сопряженного тепломассообмена в образце древесинного материала при взаимодействии с набором горячих частиц. Задача рассматривается в декартовых координатах в трехмерной постановке. Установлено, что воспламенение исходного реагента определяется процессами тепломассообмена с очагом пожара: горячими частицами, нагретой газовой смесью из продуктов пиролиза древесины и воздуха, а также реакциями окисления оксида углерода, метана, водорода. Получены зависимости времени задержки зажигания древесинного материала от начальных температур реагента, температуры горячих частиц, их количества, и проанализировано влияние геометрических размеров, при которых реализуются условия воспламенения. Приводится качественное и количественное сравнение некоторых результатов расчета с известными данными.
High Temperature. 2025;63(3):390-400
390-400
EKSPERIMENTAL'NYE ISSLEDOVANIYa TEPLOVYKh KhARAKTERISTIK PUL'SIRUYuShchEY TEPLOVOY TRUBY
Resumo
В работе представлены результаты экспериментального исследования тепловых характеристик пульсирующей тепловой трубы, направленного на комплексное изучение особенностей ее функционирования в различных режимах и пространственных ориентациях. В рамках проведения исследований разработана методика тепловых экспериментов, выполнено проектирование и изготовлен опытный образец пульсирующей тепловой трубы, проведены экспериментальные исследования тепловых характеристик пульсирующей тепловой трубы. Показана работоспособность пульсирующей тепловой трубы, определен диапазон рабочих мощностей с устойчивым пульсационным режимом, определены термическое сопротивление и минимальное пороговое значение мощности запуска пульсационных процессов, подтверждена независимость работоспособности пульсирующей тепловой трубы от пространственной ориентации. Полученная информация позволяет верифицировать расчетные модели и приступить к созданию реальных устройств, в том числе для систем обеспечения теплового режима космических аппаратов.
High Temperature. 2025;63(3):401-409
401-409
KRITERII FORMIROVANIYa VIKhREVOGO TEChENIYa PRI RASPROSTRANENII PLAMENI V KANALE
Resumo
В работе представлены результаты анализа условий развития неустойчивости течения при распространении пламени в канале от закрытого торца. Предложена методика анализа устойчивости течения Блазиуса, позволяющая предсказывать формирование вихревого течения перед фронтом пламени на начальной стадии его эволюции. Показано, что в зависимости от состава смеси и соответствующей интенсивности горения возможны два характерных режима течения — устойчивого и неустойчивого, с формированием вихревых структур. По предложенной методике проведена оценка критической степени разбавления стехиометрической ацетилен-кислородной смеси азотом, соответствующей границе устойчивости течения.
High Temperature. 2025;63(3):410-415
410-415
VLIYaNIE PARAMETROV VYSOKOVOL'TNOGO PITANIYa I GEOMETRII KONSTRUKTsII MNOGORAZRYaDNOY AKTUATORNOY SISTEMY NA SKOROST' ELEKTROGIDRODINAMIChESKOGO POTOKA
Resumo
Работа посвящена исследованию многоразрядных актуаторных систем, которые позволяют управлять воздушными течениями при решении задач плазменной аэродинамики. Представлены результаты исследования зависимости скорости электрогидродинамического потока от параметров высокого напряжения, частоты и мощности питания, а также от геометрических размеров элементов электродной конструкции многоразрядной актуаторной системы.
High Temperature. 2025;63(3):416-424
416-424
New energy and modern technologies
MODELING OF MICROWAVE ABLATION OF VARIOUS HUMAN BODY TISSUES WITH A COAXIAL ANTENNA WITH FOUR SLOTS
Resumo
Данная работа посвящена внутритканевой микроволновой гипертермии – популярному медицинскому методу лечения патологических тканей человека, содержащих раковые опухоли. Двумерный конечно-элементный анализ используется для сравнения процесса микроволновой абляции в различных тканях человека. Представленная модель основана на волновом уравнении для режима поперечного электромагнитного поля в сочетании с уравнением Пеннеса для переходного режима. Кроме того, модель учитывает термоэлектрические свойства тканей организма человека для рабочей частоты антенны 2.45 ГГц. Представлен сравнительный анализ методов микроволновой абляции различных тканей, включая мозг, молочную железу, почки, печень и легкие. Ранее подобные исследования отсутствовали в литературе по моделированию гипертермии тканей человека. Представлены профили рассеивания мощности, температуры и распределения удельного коэффициента поглощения SA в тканях. Показано влияние увеличения мощности на профили распределения температуры и SA, а также что с увеличением мощности распределение температуры внутри ткани со временем повышается.
High Temperature. 2025;63(3):425-437
425-437
Short Communications
PRIMENENIE MIKROVOLNOVOY PLAZMY DLYa SINTEZA MIKROSTRUKTURIROVANNYKh OKSIDNYKh MATERIALOV
Resumo
Представлен метод синтеза оксидных микроструктур ZnO из микронных частиц цинка в микроволновой азотной плазме, генерируемой СВЧ-плазмотроном волноводного типа, работающим на базе магнетрона с частотой 2.45 ГГц. Используемый СВЧ-плазмотрон на волне H10 и вкладываемой мощности 1 кВт при атмосферном давлении позволяет создавать объемные стационарные СВЧ-разряды с температурой газа, достигающей нескольких тысяч градусов Кельвина. В результате плазменной обработки получены структуры ZnO размером от сотен нанометров до нескольких микрометров различной микроморфологии. Проведены исследования скорости фотодеградации ципрофлоксацина при воздействии солнечного излучения, показывающие высокую фотоактивность синтезированных структур ZnO.
High Temperature. 2025;63(3):438-442
438-442
VLIYaNIE PARAMETROV BYSTROY FAZY ISKROVOGO RAZRYaDA NA GENERATsIYu OKSIDA AZOTA V GAZODINAMIChESKOM POTOKE
Resumo
Настоящая работа является продолжением ранее выполненных исследований наработки оксида азота NO в искровом разряде, состоящем из двух фаз (быстрой и квазистационарной). На основе разработанной физико-математической модели такого разряда в газодинамическом потоке воздуха представлены результаты по влиянию контракции в быстрой фазе на образование NO. Показано, что в процессе развития контракции температура плазменного канала достигает ~2000 К. Разница в наработке NO и полном токе в квазистационарной фазе с учетом и без учета дополнительного нагрева газа не превышает 10%. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в рамках рассмотренной модели именно вторая фаза разряда определяет образование оксида азота.
High Temperature. 2025;63(3):443-448
443-448