В монографии приводятся результаты экспериментальных исследований циркуляции Ленгмюра: их генерации, кинематики, пространственно-временной изменчивости, роли в формировании деятельного слоя озера. Представлены данные измерений характеристик мелкомасштабной турбулентности. Рассчитаны коэффициенты вертикального турбулентного обмена, спектры, скорости диссипации турбулентной энергии и зависимости этих параметров от фоновых условий. Приводятся некоторые модели турбулентного перемешивания. Показаны особенности тонкой структуры, ее влияние на процессы перемешивания и вихревая структура поля течений в переменных Лагранжа и Эйлера. Рассматриваются методика измерений ротора скорости течений и экспериментальные динамические и статистические характеристики фоновых флуктуации электрического поля водных масс.
В монографии изложены основные положения теории переноса тепла и вещества в мерзлых горных породах. Рассмотрены термодинамические закономерности и кинетика явлений фазовых переходов поровых растворов и переноса тепла, влаги и растворенных веществ в этих породах. Значительное внимание уделено методике исследования теплофизических свойств мерзлых горных пород и анализу их зависимостей от различных физико-механических характеристик, а также методам измерения потоков тепла и влаги в горных породах. Приведены новые решения уравнений тепло- и массопереноса в промерзающих и протаивающих тонкодисперсных и крупноскелетных горных породах. Предложены приближенные методы расчета температурных полей и зон про-таивания в мерзлых толщах земной коры под плоскими тепловыми источниками.
Издание рассчитано на исследователей и практиков — геофизиков, геологов, проектировщиков и строителей, занятых изучением физических и инженерно-геологических свойств мерзлых горных пород.
На основе численного моделирования дается количественная оценка гидротермальным процессам и обосновывается наиболее правдоподобный их механизм. Модели использованы для объяснения гидрогеотермических условий формирования Паужетской, Мутновской и Кошелевской гидротермальных систем, а также термоаномалий, приуроченных к кратерам вулканов. Для наиболее изученной Паужетской — с помощью моделирования выполнен прогноз теплового режима для различных вариантов ее разработки, рассмотрены вопросы прогноза производительности пароводяных скважин и оценки эксплуатационных запасов.
В Приложении содержатся тексты программ на ЭВМ.
Книга может быть полезна гидрогеологам, геотермикам, геофизикам, занимающимся вопросами моделирования и изучением геотермальных месторождений.
В монографии изложены количественные методы оценки и прогноза процессов переноса тепла и вещества в подземных водах, в том числе применительно к решению прямых и обратных задач гидро-геотермии и гидрогеохимии (прогнозирование и палеореконструкция температурных и концентрационных полей в водонапорных системах, определение фильтрационных, теплофизических и диффузионных параметров водонапорных систем), а также методики определения кинетических параметров взаимодействия в системе раствор - порода для некоторых типов гидрогеохимических процессов. Эти разработки были опробованы при решении геолого-гидрогеологических задач в юго-западной части Восточно-Европейской платформы.
Рассчитана на геологов, гидрогеологов, геохимиков и геофизиков, занимающихся проблемами взаимодействия в системе вода порода.
В монографии анализируются экспериментальные и теоретические сведения о тепловых свойствах горных пород, породообразующих минералов, оксидов, стекол и их расплавов. Рассматриваются различные механизмы теплопереноса в горных породах в широком интервале температур, обсуждается влияние процессов дегазации, плавления, высокотемпературных фазовых переходов и химических реакций на теплопроводность. Наиболее подробно анализируется радиационная теплопередача и возможный вклад в теплопроводность ультраосновных пород переноса энергии «по донорам».
Монография представляет интерес для геофизиков и геологов, изучающих физическое состояние вещества литосферы и ее глубокое строение.
В работе изучены особенности теплопереноса от металлической поверхности в жидкий азот через слой изоляции (например, полиимидного слоя) и границу её раздела с жидким азотом. Определены экспериментально и обоснованы теоретически оптимальные условия, отвечающие максимальному теплопереносу. Особенность процесса теплопереноса в системе «жидкий азот – слой изоляции – твердое тело» заключается в возможности пленочного кипения азота и низкой теплопроводности изоляторов на основе полимеров. Задача является практически значимой в криогенной технике, в частности, для оптимизации условий применения сверхпроводников в практических изделиях: токоограничивающих устройствах, кабелях, трансформаторах, двигателях и магнитах. Результаты работы могут оказаться полезны в других криогенных системах, где необходимо обеспечение эффективного охлаждения металлической поверхности жидким азотом.
В книге излагаются основы теплопереноса и гидромеханики дисперсных систем, выделенных автором в особый класс сквозных потоков. Эти системы рассматриваются, главным образом для случая «газ твердые частицы», с единых позиций и во всем диапазоне концентраций от небольших величин (потоки газовзвеси) до предельно больших значений (движущийся плотный слой). Анализируются межкомпонентные явления и внешние процессы, возникающие на границах подобных текучих систем.
Приведенные в книге зависимости и расчетные рекомендации могут служить основой для разработки ряда теплообменных устройств, технологических аппаратов и систем эффективного теплоотвода в реакторах.
Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников, занимающихся исследованиями и разработкой теплообменных и транспортных систем с дисперсными материалами. Книга также может быть использована преподавателями, аспирантами и студентами старших курсов ряда высших учебных заведении.
Рассмотрены теоретические основы построения, математического описания и инженерного расчёта основных химике-технологических процессов, а также принципы устройства и функционирования технологической аппаратуры для их осуществления. Изложены подходы к анализу общих технологических приемов, использующих перенос импульса, теплоты, вещества. Наряду с традиционно включаемыми в учебники главами (гидромеханические процессы; теплоперенос; массообменные процессы - абсорбция, ректификация, сушка и т. п.) приводится ряд новых глав (гранулирование, сопряженные и совмещенные процессы и др.).
Основная особенность учебника: превалирование общих подходов с детальным анализом типовых проблем при ограниченности числа объектов рассмотрения и сохранении направленности на общий курс дисциплины “Процессы и аппараты химической технологии”.
Предназначен для студентов химико-технологических вузов. Может быть полезен аспирантам, научным работникам, инженерам, исследующим, проектирующим и эксплуатирующим аппараты химической технологии, а также работникам смежных областей знаний и отраслей промышленности.
Настоящее исследование посвящено инженерно-геокриологической оценке теплового воздействия добычи минерального сырья на деградацию многолетнемерзлых пород в пределах арктической криолитозоны России. Работа сосредоточена на Юньягинском угольном разрезе и прилегающих подземных шахтах Печорского угольного бассейна, включая Воргашорскую, Воркутинскую и Заполярную шахты. Эти объекты размещены в районах с повсеместным распространением многолетнемёрзлых грунтов и подвержены возрастающему антропогенному тепловому воздействию, связанному с открытой и подземной добычей угля. В исследовании рассматривается, каким образом устойчивые тепловые нагрузки от производственной инфраструктуры, отвалов и вентиляционных выбросов способствуют увеличению глубины сезонного протаивания, перераспределению влаги и снижению прочностных характеристик мерзлых грунтов. Особое внимание уделено пространственной неоднородности температурных аномалий и их зависимости от технологических факторов, таких как интенсивность отработки, параметры вентиляции и температура шахтных вод. В работе использован комплексный подход, включающий натурный температурный мониторинг, бурение инженерно-геологических скважин, лабораторные испытания образцов мерзлых грунтов и численное моделирование процессов теплопереноса для оценки степени и темпов деградации многолетнемерзлых пород под тепловым воздействием. Научная новизна исследования заключается в количественной характеристике тепловых полей, формируемых в условиях промышленной эксплуатации месторождений на фоне многолетних многолетнемерзлых пород, а также в установлении пороговых условий, при которых процесс деградации существенно ускоряется. Моделирование и натурные наблюдения показали, что при плотности тепловой нагрузки, превышающей 100 Вт/м², протаивание многолетнемерзлой породы достигает глубины 3-4 метра за пять лет. В зоне влияния угледобычи глубина сезонного протаивания увеличивается вдвое по сравнению с фоновыми участками и достигает 2,8 м. Отдельные очаги полной деградации многолетнемерзлых пород зафиксированы в районах размещения отвалов и сброса шахтных вод, где температура грунта превышала 0 °C, а содержание влаги достигало более 35 %. Полученные результаты подтверждают необходимость внедрения инженерных мер термозащиты - теплоизолированных платформ, пассивных термосифонов и автоматизированных систем мониторинга - для снижения рисков потери устойчивости инфраструктуры и обеспечения экологически безопасного освоения Арктики.
В учебнике представлены основы теории и техники сушки пищевых продуктов. Даны главы, включающие гигростатику и формы связи влаги с материалом. Рассмотрены также статика, кинетика процесса сушки в виде аналитических решений, дифференциальных уравнений массопереноса, а также эмпирических уравнений, полученных с использованием методов теории и подобия. Приведены конкретные примеры расчетов процессов конвективной и кондуктивной сушки пищевых продуктов в агрегатах периодического и непрерывного действия. Дан расчет вспомогательного оборудования.
Учебник предназначен для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и магистров 260100 «Продукты питания из растительного сырья» и 260200 «Продукты питания животного происхождения».