Персона: Кузьменков, Дмитрий Михайлович
Загружается...
Email Address
Birth Date
Научные группы
Организационные подразделения
Организационная единица
Институт ядерной физики и технологий
Цель ИЯФиТ и стратегия развития - создание и развитие научно-образовательного центра мирового уровня в области ядерной физики и технологий, радиационного материаловедения, физики элементарных частиц, астрофизики и космофизики.
Статус
Фамилия
Кузьменков
Имя
Дмитрий Михайлович
Имя
16 results
Результаты поиска
Теперь показываю 1 - 10 из 16
- ПубликацияТолько метаданныеКипение мелкодисперсных суспензий под действием солнечного излучения(2021) Кузьменков, Д. М.; Кузьменков, Дмитрий Михайлович; Куценко Кирилл ВладленовичКраткая характеристика В последнее время широкое распространение получила идея применения мелкодисперсных суспензий с характерным размером твердой фракции от 10 до 500 нм (т. н. наножидкости) в солнечных коллекторах для объединения функций поглотителя солнечной энергии и кипящего теплоносителя. В научной литературе показана принципиальная возможность создания таких солнечных коллекторов, однако большинство выполненных исследований не учитывают особенности протекания процесса кипения в сложной многофазной системе жидкость-пар-частицы. Для достижения максимальной эффективности солнечного коллектора с использованием наножидкости для генерации пара под действием солнечного излучения необходимо определить оптимальный состав наножидкости и размер частиц. Влияние большого количества факторов на протекание процесса кипения в наножидкости приводит к тому, что для детального исследования процесса необходимы как большое количество тщательных экспериментальных исследований, так и модели, описывать ряд взаимосвязанных физических процессов. Изучение общих закономерной кипения суспензий под действием солнечного излучения и разработка соответствующих моделей позволит оценить целесообразность разработки солнечного коллектора на основе мелкодисперсных суспензий и найдут применение в смежных областях, таких как солнечное опреснение, лазерная литография и пр. кроме того, полученные результаты могут быть полезны в фундаментальной физике кипения. Цель диссертационной работы Целью диссертационного исследования является разработка модели кипения мелкодисперсной суспензии под действием теплового излучения посредствам объединения моделей образования пара в суспензии, поглощения теплового излучения в суспензии и гидродинамики и теплообмена в многофазной системе жидкость-частица-пар.
- ПубликацияТолько метаданныеHybrid Nanofluid in a Direct Absorption Solar Collector: Magnetite vs. Carbon Nanotubes Compete for Thermal Performance(2022) Struchalin, P. G.; Wang, X.; He, Y.; Kuzmenkov, D. M.; Yunin, V. S.; Balakin, B. V.; Кузьменков, Дмитрий Михайлович© 2022 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.The paper presents the experimental measurements of thermal efficiency of a tubular direct absorption solar collector (DASC) with a hybrid nanofluid based on magnetite (Fe3 O4) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). The volumetric concentration of Fe3 O4 and MWCNT was 0.0053% and 0.0045%, respectively. The experiments were carried out for the flow rates of 2–10 L/min and a temperature difference up to 20◦ C between the environment and the DASC. The performance of the DASC with a hybrid nanofluid was in the range of 52.3–69.4%, which was just beyond the performance of the collector with surface absorption. It was also found that using a MWCNT-based nanofluid with an equivalent total volumetric concentration of particles (0.0091%), the efficiency was 8.3–31.5% higher than for the cases with the hybrid nanofluid.
- ПубликацияОткрытый доступEffect of External Induced Convection on Heat Transfer at Water Boiling(2021) Laouar, S.; Yanar, N.; Litvintsova, Y. E.; Kuzmenkov, D. M.; Delov, M. I.; Kutsenko, K. V.; Кузьменков, Дмитрий Михайлович; Делов, Максим Игоревич; Куценко, Кирилл Владленович© 2021, Pleiades Publishing, Ltd.Abstract: In this paper, we experimentally and theoretically study the effect of external induced convection on heat transfer from horizontal heaters under conditions of pool boiling of saturated water at atmospheric pressure. The induced convection is shown to significantly affect the heat transfer in the natural convection mode and hardly affects the heat transfer in the nucleate boiling mode. The proposed model for calculating the heat transfer coefficient at the heat transfer intensification due to external induced convection is in good agreement with the experimental data. The results of the study can be used in the design of heat exchange equipment for the needs of the nuclear power industry.
- ПубликацияОткрытый доступТепловые схемы и циклы атомных электростанций(НИЯУ МИФИ, 2021) Делов, М. И.; Куценко, К. В.; Литвинцова, Ю. Е.; Радовский, И. С.; Новиков, В. Н.; Кузьменков, Д. М.; Кузьменков, Дмитрий Михайлович; Куценко, Кирилл Владленович; Делов, Максим ИгоревичДанное пособие является дополненной версией пособия В.Н. Новикова и И.С. Радовского «Тепловые схемы и циклы атомных электростанций», вышедшего в 1994 г. Приведены принципиальные тепловые схемы АЭС и рассмотрены вопросы выбора термодинамических циклов паротурбинных установок. Даны упрощенные тепловые схемы АЭС с реакторами типа ВВЭР, РБМК, БН, PWR и BWR, которые дают возможность построить тепловую схему при выполнении курсового проектирования и оценить в соответствии с этой схемой коэффициенты полезных действий термодинамических циклов атомных электростанций. Предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Атомные станции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг» и по направлениям «Ядерные физика и технологии» и «Ядерная энергетика и теплофизика». Найдет применение при выполнении курсовых проектов и домашних заданий по дисциплинам: «Инженерные расчеты ЯЭУ», «Основы проектирования ЯЭУ», «Атомные станции: типы, оборудование, эксплуатация».
- ПубликацияОткрытый доступNumerical studies of boiling in nanofluids exposed to thermal radiation(2019) Karelova, D. G.; Kuzmenkov, D. M.; Kutsenko, K. V.; Delov, M. I.; Balakin, B. V.; Кузьменков, Дмитрий Михайлович; Куценко, Кирилл Владленович; Делов, Максим Игоревич© 2019 Author(s).Photothermal boiling in nanofluids is an energy-efficient process finding multiple promising applications in medicine, space technology, laser printing and nuclear engineering. The most important field is though solar energy where the nanoparticle-driven boiling of the base fluid drives a nano-turbine or a distillator. Hundreds of experimental and theoretical studies has been conducted in this direction over the past decade. There is however no reliable theory that describes kinetics of the process. The present contribution presents a numerical model of the process of photo-thermal evaporation in aqueous nanofluids. The model was used to predict the evaporation rate depending on concentration of the nanoparticles. The simulation results were compared with the experimental data over a range of concentrations (up to 10% wt.), demonstrating suitable agreement with the experiment.
- ПубликацияОткрытый доступTransient boiling crisis in liquid nitrogen. influence of heater size and heating rate(2020) Delov, M. I.; Kuzmenkov, D. M.; Lavrukhin, A. A.; Kutsenko, K. V.; Делов, Максим Игоревич; Кузьменков, Дмитрий Михайлович; Лаврухин, Алексей Анатольевич; Куценко, Кирилл Владленович© 2020It is known that the nucleate boiling of different refrigerants (liquid nitrogen, freons etc.) may drop to the film boiling regime at a heat flux, which is significantly lower than the value from the standard boiling curve. This happens during unsteady heating at a minimum critical heat flux, whose value depends on different parameters of the process: heater geometry, pressure, subcooling relative to saturation, fluid type, initial conditions etc. In this article, we present new experimental results on the influence of the size of the heater and the heating rate on the minimum critical heat flux. The experiments are accompanied by numerical simulations and a theoretical analysis, where we demonstrate how the minimum critical heat flux is computed for a given case. In addition, we demonstrate that the minimum critical heat flux does not depend on the size of the heater at atmospheric pressure when the size of the heater is larger than 1 mm. This parameter is also independent of the temporal history of heat supply. The derived theoretical approach finds applications in the design of the systems based on high-temperature superconductors.
- ПубликацияОткрытый доступDiagnostics of coolant boiling onset based on the analysis of fluctuations of thermohydraulic parameters(2020) Litvintsova, Y. E.; Laouar, S.; Delov, M. I.; Kuzmenkov, D. M.; Lavrukhin, A. A.; Kutsenko, K. V.; Делов, Максим Игоревич; Кузьменков, Дмитрий Михайлович; Лаврухин, Алексей Анатольевич; Куценко, Кирилл Владленович© Published under licence by IOP Publishing Ltd.When operating heat-exchange facilities, it is of interest to develop methods of diagnostic and prediction for coolant boiling onset. It is known that the surface temperature of a heating element always has stochastic oscillations around an average value, the analysis of such fluctuations will make it possible to predict the change in the heat transfer regimes. This paper presents the results of an experimental study of temperature fluctuations for an inertial heater and using of method of diagnostic are based on statistical and frequency analysis of temperature fluctuations. It is shown that there is a correlation between the frequency characteristics of heater temperature fluctuations and oscillations in the thermohydraulic parameters of the coolant (temperature, flow, pressure). The obtained results will find application in the development of an automated system for diagnostics the coolant boiling onset in power facilities.
- ПубликацияОткрытый доступEulerian CFD model of direct absorption solar collector with nanofluid(2020) Bardsgard, R.; Kuzmenkov, D. M.; Kosinski, P.; Balakin, B. V.; Кузьменков, Дмитрий МихайловичSolar energy is the most promising source of renewable energy. However, the solar energy harvesting process has relatively low efficiency, while the practical use of solar energy is challenging. Direct absorption solar collectors (DASC) have been proved to be effective for a variety of applications. In this article, a numerical study of a nanofluid direct absorption solar collector was performed using computational fluid dynamics (CFD). A rectangular DASC with incident light on the top surface was simulated using an Eulerian-Eulerian two-phase model. The model was validated against experiments. A number of parameters such as collector height, particle concentration, and bottom surface properties were optimized. Considering particle concentration, we observed that the optimum volume fraction of particles for enhancing efficiency was obtained for 0.3 wt. %, and a decrease in efficiency was observed for >= 0.5 wt. %. Design recommendations based on the numerical analysis were provided. The optimum configuration of the considered collector reaches the best efficiency of 68% for 300 mu m thickness of the receiver and the highest total efficiency is 87% at a velocity of 3 cm/s. The thermal destabilization of the nanofluid was studied. It was found that over 10% of the nanoparticles are captured in the collector.
- ПубликацияОткрытый доступInfluence of Particle Size Distribution on the Optical Properties of Fine-Dispersed Suspensions(2022) Kuzmenkov, D.; Struchalin, P.; Litvintsova, Y.; Delov, M.; Skrytnyy, V.; Kutsenko, K.; Кузьменков, Дмитрий Михайлович; Стручалин, Павел Геннадьевич; Делов, Максим Игоревич; Скрытный, Владимир Ильич; Куценко, Кирилл ВладленовичNanofluids have great potential for solar energy harvesting due to their suitable optical and thermophysical properties. One of the promising applications of nanofluids is utilization in solar collectors with the direct absorption of light (DASC). The design of a DASC requires detailed knowledge of the optical properties of nanofluids, which can be significantly affected by the particle size distribution. The paper presents the method to take into account the particle size distribution when calculating nanofluid extinction spectra. To validate the proposed model, the particle size distribution and spectral absorbance were measured for aqueous suspension with multi-walled graphite nanotubes; the minimum size of primary nanoparticles was 49 nm. The proposed model is compared with experiments demonstrating the concentration averaged and maximum discrepancies of 6.6% and 32.2% against 12.6% and 77.7% for a model assuming a monosized suspension.
- ПубликацияОткрытый доступКипение мелкодисперсных суспензий под действием теплового излучения(НИЯУ МИФИ, 2022) Кузьменков, Д. М.; Кузьменков, Дмитрий Михайлович; Куценко, К. В.