Научная работа кафедры низких температур: обзор к 50-летнему юбилею. Часть 2
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2025-6-123-133Ключевые слова:
сверхтекучий гелий, U-образный канал, колебания межфазной поверхности жидкость–пар, монодисперсная засыпка, корпускулярные криогенные мишени, капельный холодильник-излучатель, распад тонких струйАннотация
Представлена вторая часть обзора современных научных работ сотрудников кафедры низких температур НИУ «МЭИ». На протяжении нескольких десятилетий проведение экспериментальных исследований в особых условиях сверхнизких температур привело к получению интересных уникальных результатов, обладающих практической и фундаментальной значимостью. Представлены описания экспериментов и соответствующих установок со сверхтекучим гелием, криогенными корпускулярными мишенями, капельным холодильником-излучателем. Следует отметить, что, как и в предыдущей части статьи, рассматриваемые процессы протекают в двухфазных системах жидкость–пар, при этом возникает существенная неравновесность процессов переноса, обусловленная тепловым потоком или параметрами рабочей зоны. Развитие техники эксперимента, создание сложных установок и анализ результатов эксперимента приводит к дальнейшему аналитическому анализу и решению проблем в различных областях физики и энергетики.
Библиографические ссылки
1. Спиридонов А.Г. Экспериментальное исследование теплоотдачи к сверхтекучему гелию: дис. … канд. техн. наук. М.: НИУ «МЭИ», 1981.
2. Лабунцов Д.А., Аметистов Е.В., Спиридонов А.Г. Исследование пленочного режима кипения сверхтекучего гелия // Теплоэнергетика. 1981. № 4. С. 18—20.
3. Крюков А.П., Медников А.Ф. Экспериментальное исследование кипения Не-II на шаре // Прикладная механика и техническая физика. 2006. Т. 47. № 6. С. 78—84.
4. Королев П.В., Крюков А.П. Движение сверхтекучего гелия в капилляре с паром при наличии продольного теплового потока // Вестник МЭИ. 2002. № 1. С. 43—46.
5. Крюков А.П., Королев П.В., Пузина Ю.Ю. Экспериментальное исследование кипения He-II внутри пористого тела // Прикладная механика и техническая физика. 2017. № 4. С. 126—134.
6. Korolev P.V., Kryukov A.P., Puzina Yu.Yu. Experimental Study of the Boiling of Superfluid Helium (He-II) in a Porous Body // J. Appl. Mechanics and Tech. Phys. 2017. V. 58(4). Pp. 679—686.
7. Puzina Yu.Yu., Kryukov A.P. The Dynamics of the Interfacial Surface of Helium II — Vapor in a U-shaped Channel // Thermophysics and Aeromechanics. 2023. V. 30(4). Pp. 751—762.
8. Анкудинов В.Б., Марухин Ю.А., Огородников В.П., Рыжков В.А. Технология получения монодисперсных сферических гранул // Металлург. 2019. № 6. С. 94—98.
9. Пузина Ю.Ю., Крюков А.П. Уменьшение амплитуды колебаний границы раздела фаз гелий II – пар при добавлении монодисперсной засыпки в U-образный канал, заполненный сверхтекучим гелием // Теплофизика и аэромеханика. 2024. Т. 31. № 4. С. 793—801.
10. Пузина Ю.Ю., Крюков А.П. Колебания межфазной поверхности гелий II – пар при движении в канале относительно большого диаметра // Вестник МЭИ. 2023. № 3. С. 138—144.
11. Пузина Ю.Ю., Крюков А.П. Сравнение колебаний границы раздела фаз гелий-II – пар в U-образном канале с монодисперсной засыпкой и без неё // Инженерно-физический журнал. 2024. Т. 97. № 7. С. 1727—1733.
12. Корняков И.А., Пузина Ю.Ю. Вырожденная паровая пленка при кипении He – II внутри пористой структуры // Вестник МЭИ. 2024. № 3. С. 89—98.
13. Бухаров А.В., Дмитриев А.С. Криогенные корпускулярные мишени в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 2013.
14. Бухаров А.В. и др. Криогенные корпускулярные мишени. Концепция и основная модель. Препринт МЭИ № 17—17. М.: Изд-во МЭИ, 2002.
15. Бухаров А.В. и др. Криогенные корпускулярные мишени. Генерация гранул водорода: расчет основных конструкционных элементов, экспериментальный стенд, тесты // Препринт ИТЭФ № 9—05. М.: Изд-во ИТЭФ, 2005.
16. Бухаров А.В. и др. Экспериментальная установка для получения твёрдых гранул водорода // Вестник МЭИ. 2006. № 2. С. 16—24.
17. Пат. № 2298890 РФ. Способ получения криогенной корпускулярной мишени и устройство для его осуществления / Бухаров А.В., Чернышев В.П., Чернецкий В.Д., Бюшер M. // Бюл. изобрет. 2007. № 13.
18. Pat. No. 102007017212.7-13 (German). Verfahren zur Verflüssigung eines Gases / Boukharov A.V., Büscher M.
19. Boukharov A.V., Kukanov S.I. Determination of Parameters of the Compelled Capillary Disintegration of Liquid Jets // J. Phys.: Conf. Series. 2019. V. 1421(1). P. 012042.
20. Boukharov A.V. e. a. Dynamics of Cryogenic Jets: Non-rayleigh Breakup and Onset of Nonaxisymmetric Motions // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 174505.
21. Boukharov A.V. e. a. Production of Hydrogen, Nitrogen and Argon Pellets with the Moscow-jülich Pellet Target // Intern. J. Modern Physics E. Nuclear Phys. 2009. V. 18. Pp. 505—510.
22. Бухаров А.В., Гиневский А.Ф., Бурлакова А.Ю. Теплофизические проблемы криогенных корпускулярных мишеней // Вестник МЭИ. 2015. № 3. C. 35—41.
23. Бухаров А.В. Перспективы использования монодисперсных криогенных мишеней в новых ядерных технологиях // Ядерные технологии: от исследований к внедрению: Материалы VI науч.-техн. конф. с междунар. участием. Нижний Новгород: Нижегородский гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева, 2024. С. 69—70.
24. Vasiliev A.N. e. a. Search for New Forms of Matter in Antimatter-matter Interactions in the PANDA Experiment // Atomic Energy. 2012. V. 112. Pp. 129—138.
25. Boukharov A.V., Vishnevskii E.V. Using a Cryogenic Corpuscular Target for Experiments on Laser Acceleration of Charged Particles // Phys. Part. Nucl. Lett. 2018. V. 15. Pp. 839—845.
26. Boukharov A.V., Vishnevskii E.V. High Speed Cryogenic Monodisperse Targets // J. Physics: Conf. Series. 2017. V. 891. P. 012132.
27. Boukharov A.V., Ginevsky А.F., Vishnevsky E.V. Injection of High-speed Cryogenic Liquid Jets in a Vacuum // J. Phys.: Conf. Series. 2020. V. 1565. P. 012029.
28. Boukharov A.V., Korolev V.D. Use of Condensed Deuterium and Cryogenic Monodisperse Targets as Loads for Studying Megaampere Z-Pinches // Plasma Phys. Rep. 2022. V. 48. Pp. 493—511.
29. Erni W. e. a. Technical Design Report for the PANDA (Antiproton Annihilations at Darmstadt) Straw Tube Tracker: Strong Interaction Studies with Antiprotons // European Phys. J. A. 2013. V. 49(2). P. 25.
30. PANDA Phase One / Erni W. et al. // European Physical Journal A. 2021. V. 57. P. 184.
31. Бухаров А.В. Перспективы использования монодисперсных потоков для сброса избыточного тепла от космических установок большой мощности // Ядерные технологии: от исследований к внедрению: Материалы VI науч.-техн. конф. с междунар. участием. Нижний Новгород: Нижегородский гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева, 2024. С. 67—68.
32. Boukharov A.V., Konyukhov G.V., Konyukhov V.G. On the Problem of Re-jection of Low-potential Heat from High-power Space Systems // J. Engineering Phys. and Thermophys. 2020. V. 93. Pp. 16—27.
33. Бухаров А.В., Конюхов Г.В. Капельные холодильники-излучатели в космической энергетике. М.: Янус-К, 2021.
34. Бухаров.А.В., Блюдов А.В. Экспериментальная установка для получения монодисперсных потоков вязких жидкостей // Вестник МЭИ. 2006. № 4. С. 11—15.
35. Свид-во о регистрации № 2015619172 РФ. Программа для определения характеристик жидких струй и капель «JET-1» / Бухаров А.В., Куканов С.И.
36. Бухаров. А.В., Пепа С.В. Влияние вязкости жидкости на волновое число, соответствующее максимальной неустойчивости струи // Вестник МЭИ. 2014. № 2. С. 24—28.
37. Бухаров А.В., Вишневский Е.В. Использование монодисперсных мишеней для решения проблем ускорительной техники // Письма в ЭЧАЯ. 2018. Т. 15. № 7. С. 795—804.
---
Для цитирования: Анкудинов В.Б., Бухаров А.В., Макаров П.Г., Михайлова И.А., Ястребов А.К., Пузина Ю.Ю. Научная работа кафедры низких температур: обзор к 50-летнему юбилею. Часть 2 // Вестник МЭИ. 2025. № 6. С. 123—133. DOI: 10.24160/1993-6982-2025-6-123-133
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Spiridonov A.G. Eksperimental'noe Issledovanie Teplootdachi k Sverkhtekuchemu Geliyu: Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: NIU «MEI», 1981. (in Russian).
2. Labuntsov D.A., Ametistov E.V., Spiridonov A.G. Issledovanie Plenochnogo Rezhima Kipeniya Sverkhtekuchego Geliya. Teploenergetika. 1981;4:18—20. (in Russian).
3. Kryukov A.P., Mednikov A.F. Eksperimental'noe Issledovanie Kipeniya Ne-II na Share. Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika. 2006;47;6:78—84. (in Russian).
4. Korolev P.V., Kryukov A.P. Dvizhenie Sverkhtekuchego Geliya v Kapillyare s Parom pri Nalichii Prodol'nogo Teplovogo Potoka. Vestnik MEI. 2002;1:43—46. (in Russian).
5. Kryukov A.P., Korolev P.V., Puzina Yu.Yu. Eksperimental'noe Issledovanie Kipeniya He-II Vnutri Poristogo Tela. Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika. 2017;4:126—134. (in Russian).
6. Korolev P.V., Kryukov A.P., Puzina Yu.Yu. Experimental Study of the Boiling of Superfluid Helium (He-II) in a Porous Body. J. Appl. Mechanics and Tech. Phys. 2017;58(4):679—686.
7. Puzina Yu.Yu., Kryukov A.P. The Dynamics of the Interfacial Surface of Helium II — Vapor in a U-shaped Channel. Thermophysics and Aeromechanics. 2023;30(4):751—762.
8. Ankudinov V.B., Marukhin Yu.A., Ogorodnikov V.P., Ryzhkov V.A. Tekhnologiya Polucheniya Monodispersnykh Sfericheskikh Granul. Metallurg. 2019;6:94—98. (in Russian).
9. Puzina Yu.Yu., Kryukov A.P. Umen'shenie Amplitudy Kolebaniy Granitsy Razdela Faz Geliy II – Par pri Dobavlenii Monodispersnoy Zasypki v U-obraznyy Kanal, Zapolnennyy Sverkhtekuchim Geliem. Teplofizika i Aeromekhanika. 2024;31;4:793—801. (in Russian).
10. Puzina Yu.Yu., Kryukov A.P. Kolebaniya Mezhfaznoy Poverkhnosti Geliy II – Par pri Dvizhenii v Kanale Otnositel'no Bol'shogo Diametra. Vestnik MEI. 2023;3:138—144. (in Russian).
11. Puzina Yu.Yu., Kryukov A.P. Sravnenie kolebaniy Granitsy Razdela Faz Geliy-II – Par v U-obraznom Kanale s Monodispersnoy Zasypkoy i bez Nee. Inzhenerno-fizicheskiy Zhurnal. 2024;97;7:1727—1733. (in Russian).
12. Kornyakov I.A., Puzina Yu.Yu. Vyrozhdennaya Parovaya Plenka pri Kipenii He – II Vnutri Poristoy Struktury. Vestnik MEI. 2024;3:89—98. (in Russian).
13. Bukharov A.V., Dmitriev A.S. Kriogennye Korpuskulyarnye Misheni v Energetike. M.: Izd-vo MEI, 2013. (in Russian).
14. Bukharov A.V. i dr. Kriogennye Korpuskulyarnye Misheni. Kontseptsiya i Osnovnaya Model'. Preprint MEI № 17—17. M.: Izd-vo MEI, 2002. (in Russian).
15. Bukharov A.V. i dr. Kriogennye Korpuskulyarnye Misheni. Generatsiya Granul Vodoroda: Raschet Osnovnykh Konstruktsionnykh Elementov, Eksperimental'nyy Stend, Testy. Preprint ITEF № 9—05. M.: Izd-vo ITEF, 2005. (in Russian).
16. Bukharov A.V. i dr. Eksperimental'naya Ustanovka dlya Polucheniya Tverdykh Granul Vodoroda. Vestnik MEI. 2006;2:16—24. (in Russian).
17. Pat № 2298890 RF. Sposob Polucheniya Kriogennoy Korpuskulyarnoy Misheni i Ustroystvo dlya Ego Osushchestvleniya. Bukharov A.V., Chernyshev V.P., Chernetskiy V.D., Byusher M. Byul. izobret. 2007;13. (in Russian).
18. Pat. No. 102007017212.7-13 (German). Verfahren zur Verflüssigung eines Gases. Boukharov A.V., Büscher M.
19. Boukharov A.V., Kukanov S.I. Determination of Parameters of the Compelled Capillary Disintegration of Liquid Jets. J. Phys.: Conf. Series. 2019;1421(1):012042.
20. Boukharov A.V. e. a. Dynamics of Cryogenic Jets: Non-rayleigh Breakup and Onset of Nonaxisymmetric Motions. Phys. Rev. Lett. 2008;100:174505.
21. Boukharov A.V. e. a. Production of Hydrogen, Nitrogen and Argon Pellets with the Moscow-jülich Pellet Target. Intern. J. Modern Physics E. Nuclear Phys. 2009;18:505—510.
22. Bukharov A.V., Ginevskiy A.F., Burlakova A.Yu. Teplofizicheskie Problemy Kriogennykh Korpuskulyarnykh Misheney. Vestnik MEI. 2015;3:35—41. (in Russian).
23. Bukharov A.V. Perspektivy Ispol'zovaniya Monodispersnykh Kriogennykh Misheney v Novykh Yadernykh Tekhnologiyakh. Yadernye Tekhnologii: ot Issledovaniy k Vnedreniyu: Materialy VI Nauch.-tekhn. Konf. s Mezhdunar. Uchastiem. Nizhniy Novgorod: Nizhegorodskiy Gos. Tekhn. Un-t im. R.E. Alekseeva, 2024:69—70. (in Russian).
24. Vasiliev A.N. e. a. Search for New Forms of Matter in Antimatter-matter Interactions in the PANDA Experiment. Atomic Energy. 2012;112:129—138.
25. Boukharov A.V., Vishnevskii E.V. Using a Cryogenic Corpuscular Target for Experiments on Laser Acceleration of Charged Particles. Phys. Part. Nucl. Lett. 2018;15:839—845.
26. Boukharov A.V., Vishnevskii E.V. High Speed Cryogenic Monodisperse Targets. J. Physics: Conf. Series. 2017;891:012132.
27. Boukharov A.V., Ginevsky A.F., Vishnevsky E.V. Injection of High-speed Cryogenic Liquid Jets in a Vacuum. J. Phys.: Conf. Series. 2020;1565:012029.
28. Boukharov A.V., Korolev V.D. Use of Condensed Deuterium and Cryogenic Monodisperse Targets as Loads for Studying Megaampere Z-Pinches. Plasma Phys. Rep. 2022;48:493—511.
29. Erni W. e. a. Technical Design Report for the PANDA (Antiproton Annihilations at Darmstadt) Straw Tube Tracker: Strong Interaction Studies with Antiprotons. European Phys. J. A. 2013;49(2):25.
30. PANDA Phase One. Erni W. e. a. European Physical Journal A. 2021;57:184.
31. Bukharov A.V. Perspektivy Ispol'zovaniya Monodispersnykh Potokov dlya Sbrosa Izbytochnogo Tepla ot Kosmicheskikh Ustanovok Bol'shoy Moshchnosti. Yadernye Tekhnologii: ot Issledovaniy k Vnedreniyu: Materialy VI Nauch.-tekhn. Konf. s Mezhdunar. Uchastiem. Nizhniy Novgorod: Nizhegorodskiy Gos. Tekhn. Un-t im. R.E. Alekseeva, 2024:67—68. (in Russian).
32. Boukharov A.V., Konyukhov G.V., Konyukhov V.G. On the Problem of Re-jection of Low-potential Heat from High-power Space Systems. J. Engineering Phys. and Thermophys. 2020;93: 16—27.
33. Bukharov A.V., Konyukhov G.V. Kapel'nye Kholodil'niki-izluchateli v Kosmicheskoy Energetike. M.: Yanus-K, 2021. (in Russian).
34. Bukharov.A.V., Blyudov A.V. Eksperimental'naya Ustanovka dlya Polucheniya Monodispersnykh Potokov Vyazkikh Zhidkostey. Vestnik MEI. 2006;4:11—15. (in Russian).
35. Svid-vo o Registratsii № 2015619172 RF. Programma dlya Opredeleniya Kharakteristik Zhidkikh Struy i Kapel' «JET-1». Bukharov A.V., Kukanov S.I. (in Russian).
36. Bukharov. A.V., Pepa S.V. Vliyanie Vyazkosti Zhidkosti na Volnovoe Chislo, Sootvetstvuyushchee Maksimal'noy Neustoychivosti Strui. Vestnik MEI. 2014;2:24—28. (in Russian).
37. Bukharov A.V., Vishnevskiy E.V. Ispol'zovanie Monodispersnykh Misheney dlya Resheniya Problem Uskoritel'noy Tekhniki. Pis'ma v ECHAYA. 2018;15;7:795—804. (in Russian)
---
For citation: Ankudinov V.B., Bukharov A.V., Makarov P.G., Mikhailova I.A., Yastrebov A.K., Puzina Yu.Yu. Scientific Work of the Department of Low Temperatures: Review on the 50th Anniversary. Part 2. Bulletin of MPEI. 2025;6:123—133. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2025-6-123-133
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
