CC BY
26
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12-2/2016 ISSN 2410-6070_
Таблица 1
Сравнение характеристик делителя, разработанного на объёмно-интегральной технологии и микро полосковой технологии.
Сравниваемая характеристика Применяемая технология
Микро полосковая Объёмно-интегральная
Габариты 40x20x8 см 15x8x3 см
Масса 3 кг Менее 2 кг
Уровень КСВН Не более 1,3 Не более 1,3
Потери сигнала, дБ равносильные равносильные
Выводы
В данной статье продемонстрирована объёмно-интегральная технология применительно к технике сверх высоких частот, на примере делителя мощности восьми антенной решётки. Приведены сравнительные характеристики параметров данного устройства, разработанного на объёмно-интегральной и традиционной технологии. Делитель мощности, разработанный на основе объёмно-интегральной технологии, не уступает своему традиционному аналогу по электрическим характеристикам, а по масса-габаритным характеристикам даже превосходит его в несколько раз.
Список использованной литературы:
1. Дударев, Н. В. Разработка гибридного делителя мощности на многослойной структуре / Н.В. Дударев, С.Н. Даровских. - Уфа.: Аэтерна, 2016. - 10 с.
2. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств: справочник / С. И. Бахарев, В. И. Вольман, Ю. Н. Либ; под ред. В.И. Вольмана. - М.: Радио и связь, 1982. - 328 с.
3. Дударев, Н. В. Использование переходных отверстий и перемычек в линиях ВЧ и СВЧ тракта / Н.В. Дударев. - Уфа.: Аэтерна, 2016. - 4 с.
4. Малорацкий, Л. Г. Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ / Л. Г. Малорацкий. - М.: Сов. Радио, 1976. - 216 с.
© Дударев Н.В., Дударев А.В., 2016
УДК 536.248
В.Е. Жуков
К.т.н., с.н.с.
М.И. Моисеев
Инженер
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук г. Новосибирск, Российская Федерация
ДИНАМИКА РАСПРОСТРАНЕНИЯ САМОПОДДЕРЖИВАЮЩЕГОСЯ ФРОНТА ИСПАРЕНИЯ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ НАГРЕВАТЕЛЯХ
Аннотация
В статье приводятся результаты экспериментальных исследований динамики распространения самоподдерживающегося фронта испарения при нестационарном тепловыделении. Эксперименты проведены в условиях большого объема при температуре насыщения жидкости на фреонах Я21, и смеси фреонов Я21 - R114 на горизонтальных цилиндрических теплоотдающих поверхностях диаметрами 3 и 8 мм при нестационарном тепловыделении.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12-2/2016 ISSN 2410-6070_
Ключевые слова
Фронт испарения, кипение, нестационарное тепловыделение, смеси фреонов, гидродинамическая устойчивость.
Нестационарное тепловыделение на локальном участке теплообменника может вызвать значительный перегрев соприкасающегося с нагретой стенкой жидкого теплоносителя и привести к образованию и распространению паровой пленки. Данный эффект может проявляться как в системах пленочного и капельного орошения [1-3], так и в условиях большого объема [4]. Существует ряд моделей, описывающих распространение невозмущенного самоподдерживающегося фронта испарения [5, 6], а также отдельные попытки моделирования динамики фронта с учетом мелкомасштабных возмущений межфазной поверхности в условиях интенсивного испарения [7]. В последние годы наблюдается тенденция использования смесей вместо однокомпонентной жидкости в качестве рабочего тела в холодильных машинах, тепловых насосах и термотрансформаторах. В работах [8, 9] рассмотрены озонобезопасные неазеотропные смесевые хладагенты Ю2/Ю34а и Ю2/Ю52а, исследован теплообмен при кипении в горизонтальных трубах.
Цель данной работы - экспериментальное изучение динамики фронта испарения и развития гидродинамической неустойчивости возмущений гладкой межфазной поверхности во фреонах R21, R114 и смесях фреонов R21 - R114.
Экспериментальная установка представляет собой цилиндрический сосуд диаметром и высотой 250 мм со встроенными окнами для визуализации процессов. В качестве рабочей жидкости использовались смеси фреонов R114 и R21, находящиеся на линии насыщения при давлении 0.27 - 0.28 МПа. В экспериментах использовались горизонтально ориентированные цилиндрические рабочие участки, изготовленные из трубок диаметр 3 мм, стенка 0.5 мм и диаметр 8 мм, стенка 0.2 мм. Материал - нержавеющая сталь. Шероховатость участка диаметром 3 мм представляла собой разнонаправленные риски шириной не более 10 мкм и отдельные сглаженные каверны диаметром 30-50 мкм. Шероховатость участка диаметром 8 мм представлена зернами размером 10 - 100 мкм, хаотично ориентированными и имеющими произвольную форму. Для наблюдения динамики фронта испарения использовалась высокоскоростная видеокамера. Скорость съёмки составляла 25000 кадров в секунду с экспозицией 25 мкс. Нагрев теплоотдающей поверхности производился прямоугольным импульсом тока заданной длительности и амплитуды. Для освещения объекта в проходящем и в отраженном свете использовались светодиодные сборки со световым потоком 9000 лм, момент включения которых был синхронизован с моментом начала тепловыделения. Подробное описание установки и экспериментальной методики приведено в работе [10].
Рисунок 1- Зависимость скорости фронта испарения У& от температурного напора ДТ для фреона Я21 и смеси. Фреон R21: 1 - D = 3 мм, Р = 0.267 МПа; 2 - D = 8 мм, Р = 0.27 МПа. Смесь 62% Я114-И21: 3 - D = 3
мм, Р = 0.28 МПа; 4 - D = 8 мм, Р = 0.27 МПа.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12-2/2016 ISSN 2410-6070_
Как видно из диаграммы, зависимость Vfr(AT) имеет две характерные области - область более слабой зависимости (область 1) и область более сильной зависимости (область 2). В работах [7, 10, 11] наличие области 2 связывается с развитием гидродинамической неустойчивости Ландау [12]. Потеря устойчивости возмущений межфазной поверхности на масштабе толщины теплового слоя приводит к интенсификации теплообмена через межфазную поверхность и, как следствие, к увеличению скорости фронта. Для всех проведенных серий экспериментов в области 1 не наблюдается значительного различия в скорости распространения фронта. В области 2 экспериментальные данные существенно расслаиваются в зависимости от диаметра нагревателя и концентрации компоненты R114 в смеси. При одних и тех же значениях температурного напора AT, скорость распространения фронта испарения больше в смеси с большей концентрацией компоненты R114. Также при одних и тех же значениях температурного напора AT, скорость распространения фронта испарения больше на нагревателе диаметром 8 мм, по сравнению с нагревателем 3 мм. С позиции развития неустойчивости мелкомасштабных возмущений, эффект более высокой скорости фронта в смеси можно объяснить тем, что плотность пара является дестабилизирующим фактором, а капиллярные силы - стабилизирующим фактором. Для фреона R21, при условиях проведенных экспериментов, плотность пара 11.46 кг/м3, а коэффициент поверхностного натяжения 0.0163 Н/м. Для смеси 62% R114 - R21 , соответственно, 16.84 кг/м3 и 0.012 Н/м. Т.е. в смеси неустойчивость развивается при меньших скоростях пара, а, следовательно, и меньших температурных напорах AT. Более раннее развитие неустойчивости на нагревателе диаметром 8 мм, по- видимому, связано с кривизной рабочего участка и требует анализа неустойчивости не в постановке Ландау для бесконечной плоскости, а в постановке, учитывающей криволинейность межфазной поверхности.
Проведенные эксперименты на фреоне R21 и смеси фреонов R114 и R21 показали, что в области температурных напоров, соответствующих потере гидродинамической устойчивости межфазной поверхности фронта испарения, большему содержанию легколетучей компоненты R114 соответствует более высокая скорость фронта испарения. Более раннее развитие неустойчивости на нагревателе диаметром 8 мм, по- видимому, связано с кривизной рабочего участка. Для анализа неустойчивости требуется постановка задачи, учитывающая криволинейность межфазной поверхности. В экспериментальном плане, для выяснения данного вопроса, в дальнейшем планируется проведение опытов на плоском рабочем участке.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 15-08-01359).
Список использованной литературы:
1. Surtaev A., Pavlenko A. Observation of boiling heat transfer and crisis phenomena in falling water film at transient heating // International Journal of Heat and Mass Transfer, 2014, Vol. 74, P. 342-352
2. Nakoryakov V.E., Misyura S.Y., Elistratov S.L. Boiling crisis in droplets of ethanol water solution on the heating surface // Journal of Engineering Thermophysics, 2013, Vol. 22, No. 1, P. 1-7.
3. Misyura S.Ya. Nucleate boiling in bidistillate droplets // International Journal Heat Mass Transfer, 2014, Vol. 71, P. 197-205.
4. Avksentyuk B.P. Non-equilibrium model of an evaporation front // Russian Journal of Engineering Thermophysics, 1995, Vol. 5, P. 1-8.
5. Aktershev S.P., Ovchinnikov V.V. Model of stationary motion of multiphase surface in the layer of extremely heated liquid, // J. Appl. Mech. Tech. Phys., 2008, Vol. 49, No. 2, P. 47-55.
6. Pavlov P.A., Vinogradov V.E. Dinamics of vapor film formation upon rapid superheating of liquid // High Temperature, 2010, Vol. 48, No. 5, P. 683-690.
7. Pavlenko A.N., Lel V.V. Approximate simulation model of a self-sustaining evaporating front // Thermophysics and Aeromechanics, 1999, Vol. 6, No. 1, P. 105-117.
8. Мезенцева Н.Н. Эффективность работы парокомпрессионных тепловых насосов на неазеотропных смесевых хладагентах // Теплофизика и Аэромеханика, 2011, Т. 18, № 2. С. 335-342.
9. Mezentseva N.N., Mezentsev I.V., Meleshkin A.V. Nucleate boiling at the forced flow of binary non-azeotropic mixtures in horizontal tubes // MATEC Web of Conferences, 2015, Vol. 23, 01027.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12-2/2016 ISSN 2410-6070_
10.Pavlenko A.N., Tairov E.A., Zhukov V.E., Levin A.A., Tsoi. A.N. Investigation of transient processes at liquid boiling under nonstationary heat generation conditions // Journal of Engineering Thermophysics, 2011, Vol. 20, No. 4, P. 380-406.
11.Жуков В.Е., Кузнецов Д.В., Моисеев М.И. Экспериментальное исследование динамики распространения фронта испарения // Инновационная наука, 2016, часть 3, № 2, С. 76-79.
12.Ландау Л.Д. К теории медленного горения // ЖЭТФ, 1944, Т. 14, № 6, С. 240-245.
© Жуков В.Е., Моисеев М.И., 2016
УДК62
Д.Г. Зенин (студент, КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана) Б.П. Садковский (д.т.н., проф., КФ МГТУ им. Н.Э Бумана)
АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ
Автоматическая коробка передач (АКП, встречается АКПП, "Автоматическая коробка перемены (переключения) передач") — разновидность трансмиссии автомобилей, обеспечивающая автоматический (без прямого участия водителя) выбор соответствующего текущим условиям движения передаточного числа, в зависимости от множества факторов.
К появлению классической гидромеханической автоматической коробки передач привели три изначально независимые линии разработок, которые были впоследствии объединены в её конструкции.
~ - 'Онв!
Части планетарной механической коробки передач, устанавливавшейся на Ford T.
Наиболее ранней из них можно считать применявшиеся на некоторых конструкциях автомобилей первой четверти XX века, в том числе — Ford T, планетарные механические коробки передач. Они уже позволяли довольно значительно упростить его работу, особенно в сравнении с использовавшимися в те годы коробками передач традиционного типа без синхронизаторов. Хотя и всё ещё требующие от водителя определённого навыка для своевременного и плавного включения в работу соответствующей передачи.
Хронологически вторым направлением разработок, приведшим впоследствии к появлению автоматической коробки передач, можно назвать работы по созданию полуавтоматических коробок передач, в которых была автоматизирована часть действий по переключению передач или для переключения передач был применён сервопривод. В большинстве случаев автоматизировалось управление сцеплением, что было наиболее просто с технической точки зрения, но при этом давало ощутимый эффект с точки зрения упрощения вождения. Так, на некоторых довоенных автомобилях механический привод сцепления от педали заменялся либо дополнялся автоматическим от центробежного автомата.
