В настоящей рубрике публикуются аннотации к статьям «Вестника Международной академии холода» ("Вестника МАХ") - международного ежеквартального научно-теоретического журнала, являющегося печатным органом общественной организации - «Международной академии холода» ("International Academy of Refrigeration").
Вестник МАХ издается с 1998 года.
Главный редактор журнала: Бараненко Александр Владимирович, д-р техн. наук, профессор.
Тематика журнала: "Исследования и разработки по всем направлениям холодильной и криогенной техники, кондиционированию воздуха и проблемам экологии".
The international scientific-theoretical quarterly magazine about scientific and technical developments on all directions of refrigeration, cryogenic engineering and technology, air conditioning and problems of ecology.
«Vestnik of International Academy of Refrigeration» – published since 1998.
1. Методы исследования механических свойств и структуры наноматериалов для термоэлектрических охладителей / Д-р физ.-мат. наук Л.П. БУЛАТ
(Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий), д-р физ.-мат. наук В.Т. БУБЛИК, канд. физ.-мат. наук Н.Ю. ТАБАЧКОВА (Государственный технологический университет МИСИС, г. Москва), канд. техн. наук В.В. КАРАТАЕВ, д-р техн. наук В.Б. ОСВЕНСКИЙ (Государственный научный центр ОАО "Гиредмет", г. Москва), Г.И. ПИВОВАРОВ (Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, Троицк Московской обл.)
Благодаря использованию нанотехнологий в последние годы удалось существенно улучшить энергетические параметры материалов для термоэлектрических охладителей. Наиболее технологичный способ получения эффективных наноструктурированных термоэлектрических материалов состоит в создании нанопорошков путем механо-активационной обработки исходного кристаллического материала. В настоящей работе рассматривается комплекс методов, разработанных или модифицированных для исследования механических свойств и структуры нанокристаллических термоэлектрических материалов, в том числе измерение упругих модулей, исследование микроструктура, определение плотности. Рентгенодифрактометрические методы включали фазовый анализ, измерение периода решетки, определение размера областей когерентного рассеяния микродеформаций и анализ текстуры. Использовались также измерения на растровом электронном микроскопе, просвечивающая электронная микроскопия и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. Приведены некоторые результаты исследования механических свойств, плотности и структуры наноструктурированных образцов.
Ключевые слова: Термоэлектрические материалы, нанопорошки, механические свойства, акустомикроскопическое изображение, прочностные характеристики, порошковая дифрактограмма, уширение дифракционных максимумов, электронный состав материалов.
Due to nanotechnologies being applied during recent years it became possible to essentially improve energy parameters of materials for thermoelectric coolers. The most practically feasible way to obtain effective nanostructured thermoelectric materials consists in creation of nanopowders by the mechanoactivating treatment of a starting crystalline material. The present paper considers a complex of methods that were either developed or modified for studying mechanical properties and structure of nanocrystalline thermoelectric materials, namely including: measuring moduli of elasticity and density, investigation ofmicrostructure. X-ray difractometering methods embraced phase analyses, measuring of lattice spacing, definition of coherent scattering area sizes of micro strains and analysis of texture, electron-scan microscope measurements; transmission electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy being used as well. Presented are certain results of investigating mechanical properties, density, and structure of nanostructured specimens.
Keywords: Thermoelectric materials, nano- powders, mechanical properties, acoustomicroscopic image, strength characteristics, прочностные характеристики, powder difractogram, diffraction lobe spreading, electronic structure of materials.
2. Конвективный теплообмен при совместном действии вынужденной и свободной конвекции и изменяющихся во времени граничных условиях на стенке / А.С. УСТИНОВ, д-р техн. наук И.К. САВИН
(Петрозаводский государственный университет)
В статье предложен расчет теплообмена при нестационарном характере течения жидкости и изменении граничного условия на стенке во времени, причем оба эти фактора действуют одновременно.
Ключевые слова: Термоэлектрические материалы, нанопорошки, механические свойства, акустомикроскопическое изображение, прочностные характеристики, порошковая дифрактограмма, уширение дифракционных максимумов, электронный состав материалов.
The paper proposes an approach of heat transfer calculation for nonsteady state liquid flow and boundary condition on the wall changing time-dependently, both these factors acting jointly.
Keywords: Heat exchange, forced and free convection, unsteady heat transfer, changing boundary conditions.
3. Простые потенциалы и кинетические коэффициенты тетрафторметана (R14) / Д-р техн. наук О.Б. ЦВЕТКОВ, канд. техн. наук Ю.А. ЛАПТЕВ, канд. техн. наук А.А. МАЛЫШЕВ
(Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий)
Теория Девиса, Райса и Зенгерса для кинетических коэффициентов жидкостей из молекул с потенциалом прямоугольной ямы апробирована на примере тетрафторметана. Аналитические зависимости молекулярно-кинетической теории для модели твердых сфер с учетом механизма столкновений молекул использован при определении коэффициентов самодиффузии, теплопроводности и вязкости тетрафторметана в состоянии разреженного газа.
Ключевые слова: Тетрафторметан, кинетические коэффициенты, простые потенциалы, функции распределения, парная корреляционная функция, теплопроводность, вязкость, коэффициент самодиффузии.
The Davis-Rice-Sengers square-well theory of transport properties of a model fluid is tested for tetrafluoromethane. The applicability of the hard-sphere model is performed using rigorous expressions for hard-sphere transport coefficients but corrected for the effects of molecular collisions. Numerical calculations are made for the case of the coefficients of self-diffusion, thermal conductivity and viscosity of liquid and rarified gas states of tetrafluoromethane.
Keywords: Tetrafluoromethane, kinetic coefficients, simple potentials, distribution functions, pair correlation function, heat conduction, viscosity, self-diffusion coefficient.
4. Расчет коэффициента теплоотдачи при внутритрубном кипении фреонов / Канд. техн. наук А.А. МАЛЫШЕВ, А.Н. ГОРЯЧЕВСКАЯ, канд. техн. наук М.В. ЯКОВЛЕВА
(Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий)
Предложен новый метод расчета коэффициента теплоотдачи при внутритрубном кипении фреонов. В качестве основной идеи предлагаемого метода заложено предположение, что учет скольжения фаз позволит отразить специфику различных режимов течения и теплообмена для различных жидкостей и различных условий в широком диапазоне параметров.
Ключевые слова: Фреоны, теплообмен, внутритрубное кипение, коэффициент теплоотдачи, уравнение теплового баланса, гидродинамические параметры, волновой, снарядный и кольцевой режимы течения.
A new approach has been proposed to calculate heat transfer coefficient for refrigerants boiling inside tubes. The principal idea underlying the method proposed is an assumption that taking into account phase slip will allow showing various flow patterns and heat exchange for diverse liquids and different parameters under wide-ranging conditions.
Keywords: Freons, heat exchange, in-tube boiling, heat transfer coefficient, heat balance equation, hydrodynamic parameters, wave, slug and annular flow patterns.
5. Перспективные направления совершенствования баромембранного разделения жиросодержащих сред / Д-р техн. наук Г.В. АЛЕКСЕЕВ, А.А. ЯКОВЛЕВ, Е.Н. КАРАСЕВА
(Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий)
В статье обсуждаются возможности совершенствования применяемых в пищевой промышленности процессов разделения жиросодержащих сред и приводятся экспериментальные результаты по предварительной подготовке модельной среды обработкой в постоянном магнитном поле к баромембранному разделению.
Ключевые слова: Жиросодержащие среды, баромембранное разделение, магнитная обработка, ультрафильтрация, фильтр-пресс, постоянное магнитное поле.
The paper discusses potentialities to improve fat-containing media separation that is applied in food industry. The paper contains experimental results on preliminary preparation of a model medium for baromembrane separation by its treatment in a constant magnetic field.
Keywords: Fat-containing media, baromembrane separation, magnetic treatment, ultrafiltration, press filter, magnetostatic field.
6. Моделирование процессов тепломассопереноса в приточных неизотермических струях / Е.В. БУЗИН
(Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий)
Настоящая работа посвящена моделированию неизотермических струй, создаваемых персональными устройствами обработки и подачи воздуха. Целью исследования является построение максимально точной и наглядной расчетной модели для определения координат и теплофизических параметров приточной струи в любой точке пространства.
Ключевые слова: Тепломассоперенос, неизотермичные струи воздуха, кондиционирование воздуха, персональные кондиционеры, расчетная модель.
The paper is devoted to simulation of non-isothermal jets produced in personal air treatment and supply devices. The investigation is aimed at construction of maximum accurate and pictorial model to calculate coordinates and thermal physical parameters of the supply jet in any point of the space.
Keywords: Нeat and mass transfer, nonisothermal air jets, air conditioning, personal air conditioners, calculation model.
7. Реакция биокомпонентов малины и смородины на действие низких температур и длительность хранения / Канд. с.-х. наук Б.М. ГУСЕЙНОВА
(Дагестанский государственный технический университет)
Т.И. ДАУДОВА (Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН)
Быстрое замораживание (-30 °С) и шестимесячное хранение (-18 °С) не вызвали значительных потерь полезных биокомпонентов и минеральных веществ в ягодах малины сорта "Скромница" и смородины черной сорта "Минай Шмырев". Их органолептические свойства после завершения эксперимента остались на высоком уровне. Примененная технология обеспечивает выпуск быстрозамороженных ягод, отвечающих современным требованиям по микробиологическим показателям. Сорта могут быть рекомендованы для консервирования путем воздействия, апробированного нами, холодового режима, а также использоваться для производства различных видов продукции диетического и лечебно-профилактического питания.
Ключевые слова: Малина, смородина, биокомпоненты, хранение, быстрое замораживание, титруемые кислоты, пектиновые вещества, макро- и микроэлементы.
Fast freezing (-30 °C) and six-month storage (-18 have not caused significant losses of useful biocomponents and mineral substances in raspberry berries of "Skromnitsa" grade and black currant ones of "Minai Schmirev" grade. Their organoleptica! properties aner the end of experiment have remained at a high level. The technology applied provides manufacture of fast frozen berries meeting modern requirements for microbiological parameters. The grades can be recommended for preserving berries under the freezing condition approved by the workers, as well as for producing various kinds of dietary and medicinal prophylactic nutrition.
Keywords: Raspberry, currant, biocomponents, keeping custody, quick freezing, titrating acids, pectin substances, macro- and micro elements.
8. Инженерная методика расчета потерь давления в рабочей части вращающегося регенеративного теплоутилизатора СКВ / В.В. ЛЕБЕДЕВ, д-р техн. наук В.А. ПРОНИН
(Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий)
Предложена инженерная методика точного расчета потерь давления вращающегося регенеративного теплоутилизатора. Сопротивление трения в насадке определяются с учетом начального гидродинамического участка. Результаты расчетов подтверждены экспериментально. Данная методика может быть использована при проектировании вращающихся регенеративных теплоутилизаторов.
Ключевые слова: Системы кондиционирования воздуха, теплоутилизатор, регенерация, потери давления, насадка, сопротивление трения, методика расчета.
Engineering technique to accurately calculate pressure drop in a rotating cold heat exchanger is proposed. Friction drag in the nozzle is measured with the starting hydrodynamic section being taken into account. Calculated data are experimentally verified. The proposed procedure can be used for designing rotary heat exchangers.
Keywords: Air conditioning systems, heat recuperator, recovery, pressure losses, nozzle, friction drag, calculation method.
9. Асимптотическая модель гистерезиса и ее приложение к вычислению термодинамических параметров сегнетоэлектрических материалов / Канд. физ-мат. наук А.С. СТАРКОВ, канд. техн. наук О.В. ПАХОМОВ
(Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий)
Исследования электрокалорического эффекта (ЭКЭ) в сегнетоэлектриках представляют интерес, как для фундаментальных исследований, так и для технических приложений, и для адекватного описания термодинамических, теплофизических параметров сегнетоэлектрических пленок. В данной работе разработан теоретический подход, основанный на модели Ландау - Халатникова, который позволяет описать не только наличие динамической спонтанной поляризации, но и влияние динамической поляризации на характер температурной зависимости ЭК-эффекта.
Ключевые слова: Магнито- и электрокалорические эффекты, сегнетоэлектрики, термодинамические параметры, гистерезис, асимптотическая модель, уравнение Ландау-Халатникова.
Studying electrocaloric effect (ECE) in ferroelectrics is interesting both for fundamental investigations and for engineering applications and for adequate description of thermodynamic thermal physical parameters of ferroelectric films. The present paper introduces a theoretical approach developed on the basis of Landau-Chalatnikov model that allows describing not only the presence of dynamic spontaneous polarization but also its influence on the character of temperature dependence of EC-effect.
Keywords: Magnetic- and electrocaloric effects, ferroelectrics, thermodynamic parameters, hysteresis, asymptotic model, Landau-Khalatnikov equation.
10. Автоматизированный прибор для измерений теплофизических характеристик влагосодержащих материалов / Д-р техн. наук Е.С. ПЛАТУНОВ, д-р техн. наук И.В. БАРАНОВ, Е.В. КУСЛИЕВА
(Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий)
Рассмотрены метод и автоматизированный прибор для измерений тепловых и влажностных характеристик влагосодержащих материалов в процессе их замораживания и размораживания. Даны расчетные соотношения для теплопроводности, теплоемкости, температуропроводности и энтальпии образцов. Представлены результаты исследований теплофизических характеристик дистиллированной воды, песка, сливы и растворов сахара.
Ключевые слова: Влагосодержащие материалы, теплофизические характеристики, монотонный режим, автоматизированный прибор, фазовые переходы, энтальпия, теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность.
A method and automatic instrument to measure heat and humidity characteristics of moisture-containing materials during their freezing and thawing have been considered. Relationships for the calculation of thermal conductivity, thermal diffusivity, heat capacity and enthalpy of samples are given, data on measuring thermal physical characteristics of distilled water, sand, plum and sugar solution being presented.
Keywords: Moisture containing materials, thermal physical characteristics, monotonous condition, automated device, phase changes, enthalpy, heat capacity, heat conductivity, temperature diffusivity.
11. Влияние способов отвода теплоты от сорбента на эффективность процесса криосорбционной откачки / П.Н. ЗОБКОВ, А.Л. ШРАМОВА, С.В. СЕРГЕЕВ, д-р техн. наук В.И. ИВАНОВ
(Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий)
Современное машиностроение и приборостроение требуют широкого внедрения новых инновационных технологий обработки материалов, в частности лазерной. Весьма перспективными в этом плане считаются химические кислородно-йодные лазеры. Необходимым элементом кислородно-йодного лазера является система откачки газа при давлении 10-1500 Па. Поскольку величина потока газа может составлять десятки молей газа в секунду, то практически отсутствует разумная альтернатива криосорбционному методу откачки как по энергетическим, так и по массо-габаритным показателям, особенно если речь идет о мобильных лазерных системах. В связи с этим серьезной проблемой является отвод теплоты от сорбента. В данной статье авторы проводят анализ процесса криосорбционной откачки при охлаждении сорбента посредством плоской и оребренной криопанели.
Ключевые слова: Криосорбционная откачка, сорбент, теплота сорбции, оребрение, тепловыделения, скорость откачки, цеолит.
Modern mechanical engineering and instrument-making require extensive application of material processing innovation technologies, particularly laser processing. Chemical oxygen-iodine laser is accepted to be forward-looking. The essential constituent of the oxygen-iodine laser is the gas evacuation system under pressure of 10 - 1500 Pa. As the magnitude of the gas flow is tens of molar portions per second, there is no rational alternative to the cryogetter evacuation method with energy as well as overall dimension characteristics, especially when the matter concerns mobile laser systems. In this connection sorbent heat abstraction represent vital issue. This article is devoted to cryogetter evacuation process analyses under sorbent cooling by means of flat and finned cryo-panel.
Keywords: Cryosorption pumping, sorbent, sorption heat, finning, dissipated heat, pumping rate, zeolite.
12. Биотехнология функциональных напитков на основе молочной сыворотки и пивного сусла / Л.В. КРАСНИКОВА, А.М. МЕХТИЕВ, В.Н. БОЧКОВ
(Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий)
For the functional beverage to be prepared milk whey with 20 % of unhopped worth was fermented with probiotic cultures, viz. two cultures of L.acidophilus, fermentation being followed by the introduction of prebiotic - lactitol and phyto preparations. Due to phyto preparations being introduced the beverages are enriched with vitamins and carbohydrates.
Keywords: Biotechnology, dietetic foodstuff, functional drinks, lactoserum, wort, phytopreparations, fermentation, organoleptic indices.
Ключевые слова: Биотехнология, диетический продукт, функциональные напитки, молочная сыворотка, пивное сусло, фитопрепараты, ферментация, органолептические показатели.
