Показано, что при воздействии электрического поля на пластинку высокотемпературного сверхпроводника при определенных условиях может возникнуть квазидвумерная сверхпроводимость. Это происходит, если в отсутствие электрического поля при температуре меньше максимальной температуры сверхпроводящего перехода концентрация носителей в пластине находится вне области существования сверхпроводимости. Изучение проведено для пластины лантан-стронциевого купрата при различных концентрациях дырок, температурах и разностях потенциалов. Оказалось, что квазидвумерный сверхпроводящий слой возникает вблизи поверхности пластины. Толщина сверхпроводящего слоя составляет несколько ангстрем и в исследованном диапазоне не зависит от величины поля. Его толщина зависит лишь от концентрации дырок и температуры. В то же время расстояние сверхпроводящего слоя от края пластины является функцией всех трех факторов. Сформулированы условия проведения эксперимента.

Abstract The theory of occurrence of superconductivity in the plate of high-temperature superconductor under electric field vertical to it, when the carrier concentration lies outside of the region of existence of superconductivity at the temperature T < $$T_{{\text{c}}}^{{\max }}$$ , was developed. The calculation was carried out for the layer of lanthanum strontium cuprate under the fields of 10^–1 V/nm ≥ E ≥ 10^–2 V/nm at various temperatures and hole concentrations. It was demonstrated that the quasi-two-dimensional superconducting layer of several Angstrom in thickness occurs near surface of the plate, moreover thickness of this layer does not depend on magnitude of the field, and depends only on temperature and on hole concentration.

Цель работы – построение детального кинетического механизма окисления и горения изобутана, описывающего как высокотемпературные реакции, так и многостадийный процесс в области низких температур. Изобутан выбран потому, что он – первый член гомологического ряда изомеризованных алканов, причем для более высокого члена ряда – изооктана – в экспериментах наблюдалось многостадийное самовоспламенение. Показано, что при определенных условиях самовоспламенение изобутана происходит в три стадии, характерные для нормальных алканов и изооктана: холодное и голубое пламена, а также горячий взрыв. По предложенному детальному кинетическому механизму выполнены расчеты самовоспламенения и распространения пламени и проведено сравнение результатов расчетов с известными экспериментальными данными. Получено удовлетворительное качественное и количественное согласие результатов. Рассмотрены процесс самовоспламенения от сжатия и повышенная антидетонационная стойкость изобутана при самовоспламенении в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Оказалось, что антидетонационные свойства у изобутана выше, чем у нормального бутана.

Кинетические расчеты с применением детальных механизмов реакции показали, что “голубые” пламена, наблюдавшиеся при самовоспламенении метана в условиях двигателя внутреннего сгорания, представляют собой смешанные неразделенные “холодно-голубые” пламена. При окислении метана практически одновременно появляются и накапливаются гидроперекись метила СН3О2 и перекись водорода Н2О2, в результате частичного распада которых наблюдается общий пик концентрации гидроксила ОН, приводящий к локальному ускорению реакции окисления, сопровождающейся свечением. Получены кинетические кривые главных продуктов реакции и определены границы области существования “холодно-голубых” пламен, удовлетворительно описывающие экспериментальные данные.

В последнее время для высших углеводородов предлагаются детальные механизмы, содержащие сотни компонентов и тысячи элементарных химических актов. Несмотря на достоинства таких детальных механизмов, их применение для моделирования турбулентного горения и газодинамических явлений затруднено в силу громоздкости. В то же время они не могут претендовать на всеобъемлемость, так как в определенной степени ограничены. В работе применяется предложенный ранее алгоритм построения оптимального механизма высоко- и низкотемпературного окисления и горения нормальных парафиновых углеводородов с главными процессами, определяющими скорость реакции и образование основных промежуточных и конечных продуктов. Механизм имеет статус неэмпирического детального механизма, поскольку все элементарные реакции имеют кинетическое обоснование, а также две особенности: 1) в нем отсутствуют реакции так называемого двойного присоединения кислорода (сначала к перекисному радикалу, а затем к его изомерной форме), т.е. первое присоединение считается достаточным; 2) в нем не рассматриваются в качестве промежуточных компонентов изомерные соединения и их производные, так как этот путь окисления медленнее, чем окисление через молекулы и радикалы нормального строения. Применение алгоритма приводит к достаточно компактным механизмам, что важно для моделирования химических процессов в случае парафиновых углеводородов Сn с большим n. Ранее на основе такого алгоритма построены компактные механизмы окисления и горения пропана, н-бутана, н-пентана, н-гексана, н-гептана, н-октана, н-нонана и н-декана. В данной работе построен неэмпирический детальный механизм окисления и горения углеводородов от н-ундекана до н-гексадекана. Важнейшая особенность нового механизма – проявление стадийности в виде холодных и голубых пламен при низкотемпературном самовоспламенении. Проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными.

Contrary to detonations in homogeneous gaseous mixtures, spray detonations encounter breakup and vaporization of liquid fuel drops, mixing of fuel vapor with air, and ignition of highly inhomogeneous partially premixed reactive gas followed by combustion of the heterogeneous medium. It is instructive to perform a comparative analysis of characteristic energy release rates at detonation of homogeneous and heterogeneous fuel{air mixtures of xed fuel{air ratio and to determine a characteristic drop size (referred to as the `limiting drop diameter') at which these rates are somewhat similar. Such an analysis would demonstrate how spray detonations are sensitive to drop size and initial fuel vapor content and would provide a road map for further improvement in the design of pulse detonation engine (PDE) prototypes.

A new model of laminar ame propagation in liquid drop suspensions was developed and validated against available experimental data. The model is based on the simple premixed ame theory and the theory of single drop combustion in a uniform monodispersed drop suspension and applies the formalism of delta-functions. Chemical energy release is modeled by the overall reaction mechanism of hydrocarbon oxidation containing 13 reactions and 10 species, including soot, NOx, and CO.