Итоги экспериментальных исследований тепловой конвекции околокритических сред в космических и земных условиях. Предложения по управлению конвекцией в переменных силовых полях

А.В. Зюзгин
(Пермский Государственный Университет)

Даны анализ и интерпретация результатов цикла экспериментальных исследований процессов теплообмена в окрестности термодинамической критической точки, полученных во время полета орбитальной станции "Мир" с использованием установок Алис-1 и Алис-2. Рассмотрены режимы теплообмена при фоновой микрогравитационной обстановке, контролируемых микроускорениях с помощью поступательных и качательных вибраций, а также вращении станции. Обсуждаются особенности теплообмена в сжимаемой около- сверхкритической среде при наличии осредненных вибро-конвективных движениях, низкочастотных инерционных колебаниях и течениях, вызванных квазистатической компонентой микроускорений. Проведено наземное моделирование околокритических течений применительно к условиям реальной невесомости, воспроизведен ряд эффектов, полученных в орбитальных опытах.

При моделировании в земных условиях экспериментально реализованы эффект динамической стабилизации механического равновесия в термосифоне методом автоматического управления с обратной связью, исследовано управление устойчивостью течений и подавление хаоса с помощью отрицательной обратной связи. Изучена возможность использования квазистатической компоненты микроускорений для управляющего воздействия на конвективную систему. Описана эффективность достижения цели управления при наличии шумов и запаздывания.

На основе представленных результатов обсуждаются предложения к научным программам космических экспериментов КРИТ и КОНКОН и взаимосвязи этих программ.

Экспериментальное исследование тепловой конвекции жидкости в вертикальном и горизонтальном слоях под воздействием вибраций

А.В. Зюзгин
(Пермский Государственный Университет)

Экспериментально исследовано влияние вибраций на тепловую конвекцию в горизонтальном и вертикальном слоях жидкости. Получен эффект дестабилизирующего влияния продольных переменных инерционных ускорений на устойчивость нестационарных надкритических течений, вызванных развитым взаимодействием тепловых волн в вертикальном слое обогреваемой сбоку жидкости. Изучено взаимодействие термо-гравитационнного и термо-вибрационного механизмов конвекции и эволюция конвективных режимов в широком диапазоне параметров задачи.

Рассмотрено стабилизирующее влияние вертикальных вибраций на конвекцию в подогреваемом снизу горизонтальном слое жидкости. Получен эффект подавления конвективного теплообмена и стабилизации статически неустойчивого механического равновесия неизотермической жидкости. Обнаружен параметрический резонанс в горизонтальном слое жидкости при модуляции поля тяжести инерционными ускорениями.

Автореферат

Диссертация