A Study of Heat Exchange Processes within the Channels of Disk Pulse Devices

The effect of basic parameters of the channels of disk pulse devices on the heat exchange efficiency was studied both analytically and experimentally, especially in terms of pulse acting on the heat carrier. A methodology to determine the main parameters, namely the pressure and the temperature of the heat carrier as well as the pulse effect on the fluid, was proposed. The mathematical models of the effect of the structural and technological parameters of the channels in the disk pulse device on the heat exchange efficiency were developed. The models’ adequacy was proved based on a series of experimental studies involving devices with one-stage and multistage systems of pulsed heat carrier processing. This enabled the development, testing, and implementation of practical construction designs of pulse disk heat generators for decentralized heating of commercial and domestic buildings with one-stage and multistage systems of pulsed heat carrier processing. Taking into account the results of the mathematical modeling, the developed method of multistage pulse action was proved experimentally and implemented in regard to the structural design of a working chamber of the disk pulse heat generator. An efficient geometry of the working chamber of the disk pulse heat generator was specified for its further integration into the system of decentralized heat supply. One of the developed heat generators with the multistage pulse action on the heat carrier was integrated into the heating system of a greenhouse complex with a 0.86–0.9 efficiency coefficient

Proof-of-Principle Experiment for FEL-Based Coherent Electron Cooling,”

Abstract Coherent electron cooling (CEC) has a potential to significantly boost luminosity of high-energy, highintensity hadron-hadron and electron-hadron colliders. In a CEC system, a hadron beam interacts with a cooling electron beam. A perturbation of the electron density caused by ions is amplified and fed back to the ions to reduce the energy spread and the emittance of the ion beam. To demonstrate the feasibility of CEC we propose a proof-of-principle experiment at RHIC using SRF linac. In this paper, we describe the setup for CeC installed into one of RHIC's interaction regions. We present results of analytical estimates and results of initial simulations of cooling a gold-ion beam at 40 GeV/u energy via CeC

Mitigation of the kink instability in the energy recovery linac based electron-ion collider

Beam-beam effects in eRHIC, the proposed energy recovery linac (ERL)-based electron-ion collider (EIC) at BNL, have several unique features distinguishing them from those in hadron and lepton colliders. Taking the advantage of the fact that the electron beam is used only once, we expect the luminosity to be 10 times that of a ring-ring collision scheme with similar parameters. However, without instituting proper treatments, the quality of electron and hadron beams can undergo degradation or even beam loss, driven by the beam-beam interactions. Kink instability is one of the most important collective effects of the ion ring due to the special beam-beam interaction in an ERL-based EIC. In this article, we present novel treatments for kink instability in ERL-based EICs including a scheme dedicated to suppressing instability

Аналітичні і експериментальні дослідження процесів гідродинаміки і теплообміну в каналах дискових імпульсних апаратів

The paper reports an analytical study into the influence of basic parameters of channels in the pulse disk devices on the efficiency of processes of heat exchange and hydrodynamics under the pulse effect on a heat-carrier. A procedure has been proposed for determining basic parameters for the processes of heat exchange and hydrodynamics (flow rate, pressure, a heat-carrier’s temperature) when a liquid is exposed to the pulse effect. Mathematical models have been constructed for the influence of structural and technological parameters of channels in the disk pulse devices on the efficiency of processes of heat exchange and hydrodynamics. Adequacy of the mathematical models has been confirmed by a series of experimental studies involving devices with a single- and multi-step system of the pulse treatment of a heat-carrier. Based on this, we have designed, tested, and implemented industrial structures of the pulse disk heat generators for decentralized heating of buildings for industrial and residential purposes with the single- and two-step pulse influence. The constructed method for a multi-step pulse influence, taking into consideration the results from mathematical modeling, experimentally confirmed and implemented in the structural design of a working chamber in a disk pulse heat generator, has made it possible to improve its energy efficiency by 12 %. We have defined the most efficient geometry for a disk pulse heat generator aimed at its further integration into the system of decentralized heating.A series of experimental studies has been performed, which confirm energy efficiency of the designed devices. One of the designed heat generators with a multistep pulse influence on a heat-carrier has been integrated into a heating system for a shopping mall. Indicators of the heat generator operation meet modern standards of energy efficiency at the level of 0.86‒0.9.Аналитически исследовано влияние основных параметров каналов дисковых импульсных аппаратов, на эффективность процессов гидродинамики и теплообмена при импульсном воздействии на теплоноситель. Предложена методология определения основных параметров процессов гидродинамики и теплообмена (скорости, давления, температуры теплоносителя) при импульсном воздействии на жидкость. Получены математические модели влияния конструктивных и технологических параметров каналов дисковых импульсных аппаратов на эффективность процессов гидродинамики и теплообмена. Адекватность математических моделей подтверждена серией экспериментальных исследований на аппаратах с одной и многоступенчатой системой импульсной обработки теплоносителя. На этой основе разработаны, апробированы и внедрены промышленные конструкции импульсных дисковых теплогенераторов для децентрализованного обогрева зданий промышленного и бытового назначения с одной и двух ступенями импульсного воздействия. Разработанный метод многоступенчатого импульсного воздействия, с учетом результатов математического моделирования, экспериментально подтвержденного и реализованного в конструктивном оформлении рабочей камеры дискового импульсного теплогенератора, позволил повысить его энергоэффективность на 12 %. Определена наиболее эффективная геометрия дискового импульсного теплогенератора для последующей интеграции его в систему децентрализованного теплоснабжения.Проведена серия экспериментальных исследований, подтверждающих энергоэффективность разработанных устройств. Один из разработанных теплогенераторов с многоступенчатым импульсным воздействием на теплоноситель интегрирован в систему обогрева торгового комплекса. Показатели работы теплогенератора соответствуют современному уровню энергоэффективности с КПД=0,86–0,9Аналітично досліджено вплив основних параметрів каналів дискових імпульсних апаратів, на ефективність процесів гідродинаміки і теплообміну при імпульсному впливі на теплоносій. Запропоновано методологію визначення основних параметрів процесів гідродинаміки і теплообміну (швидкості, тиску, температури теплоносія) при імпульсному впливі на рідину. Отримано математичні моделі впливу конструктивних і технологічних параметрів каналів дискових імпульсних апаратів на ефективність процесів гідродинаміки і теплообміну. Адекватність математичних моделей підтверджена серією експериментальних досліджень на апаратах з одного і багатоступінчастої системою імпульсної обробки теплоносія. На цій основі розроблено, апробовано та впроваджено промислові конструкції імпульсних дискових теплогенераторів для децентралізованого обігріву будівель промислового і побутового призначення з одного і двох ступенями імпульсного впливу. Розроблений метод багатоступінчастого імпульсного впливу, з урахуванням результатів математичного моделювання, експериментально підтвердженого і реалізованого в конструктивному оформленні робочої камери дискового імпульсного теплогенератора, дозволив підвищити його енергоефективність на 12 %. Визначено найбільш ефективна геометрія дискового імпульсного теплогенератора для подальшої інтеграції його в систему децентралізованого теплопостачання.Проведена серія експериментальних досліджень, які підтверджують енергоефективність розроблених пристроїв. Один з розроблених теплогенераторів з багатоступеневим імпульсною дією на теплоносій інтегрований в систему обігріву торгового комплексу. Показники роботи теплогенератора відповідають сучасному рівню енергоефективності з ККД=0,86–0,

Аналітичні і експериментальні дослідження процесів гідродинаміки і теплообміну в каналах дискових імпульсних апаратів

The paper reports an analytical study into the influence of basic parameters of channels in the pulse disk devices on the efficiency of processes of heat exchange and hydrodynamics under the pulse effect on a heat-carrier. A procedure has been proposed for determining basic parameters for the processes of heat exchange and hydrodynamics (flow rate, pressure, a heat-carrier’s temperature) when a liquid is exposed to the pulse effect. Mathematical models have been constructed for the influence of structural and technological parameters of channels in the disk pulse devices on the efficiency of processes of heat exchange and hydrodynamics. Adequacy of the mathematical models has been confirmed by a series of experimental studies involving devices with a single- and multi-step system of the pulse treatment of a heat-carrier. Based on this, we have designed, tested, and implemented industrial structures of the pulse disk heat generators for decentralized heating of buildings for industrial and residential purposes with the single- and two-step pulse influence. The constructed method for a multi-step pulse influence, taking into consideration the results from mathematical modeling, experimentally confirmed and implemented in the structural design of a working chamber in a disk pulse heat generator, has made it possible to improve its energy efficiency by 12 %. We have defined the most efficient geometry for a disk pulse heat generator aimed at its further integration into the system of decentralized heating.A series of experimental studies has been performed, which confirm energy efficiency of the designed devices. One of the designed heat generators with a multistep pulse influence on a heat-carrier has been integrated into a heating system for a shopping mall. Indicators of the heat generator operation meet modern standards of energy efficiency at the level of 0.86‒0.9.Аналитически исследовано влияние основных параметров каналов дисковых импульсных аппаратов, на эффективность процессов гидродинамики и теплообмена при импульсном воздействии на теплоноситель. Предложена методология определения основных параметров процессов гидродинамики и теплообмена (скорости, давления, температуры теплоносителя) при импульсном воздействии на жидкость. Получены математические модели влияния конструктивных и технологических параметров каналов дисковых импульсных аппаратов на эффективность процессов гидродинамики и теплообмена. Адекватность математических моделей подтверждена серией экспериментальных исследований на аппаратах с одной и многоступенчатой системой импульсной обработки теплоносителя. На этой основе разработаны, апробированы и внедрены промышленные конструкции импульсных дисковых теплогенераторов для децентрализованного обогрева зданий промышленного и бытового назначения с одной и двух ступенями импульсного воздействия. Разработанный метод многоступенчатого импульсного воздействия, с учетом результатов математического моделирования, экспериментально подтвержденного и реализованного в конструктивном оформлении рабочей камеры дискового импульсного теплогенератора, позволил повысить его энергоэффективность на 12 %. Определена наиболее эффективная геометрия дискового импульсного теплогенератора для последующей интеграции его в систему децентрализованного теплоснабжения.Проведена серия экспериментальных исследований, подтверждающих энергоэффективность разработанных устройств. Один из разработанных теплогенераторов с многоступенчатым импульсным воздействием на теплоноситель интегрирован в систему обогрева торгового комплекса. Показатели работы теплогенератора соответствуют современному уровню энергоэффективности с КПД=0,86–0,9Аналітично досліджено вплив основних параметрів каналів дискових імпульсних апаратів, на ефективність процесів гідродинаміки і теплообміну при імпульсному впливі на теплоносій. Запропоновано методологію визначення основних параметрів процесів гідродинаміки і теплообміну (швидкості, тиску, температури теплоносія) при імпульсному впливі на рідину. Отримано математичні моделі впливу конструктивних і технологічних параметрів каналів дискових імпульсних апаратів на ефективність процесів гідродинаміки і теплообміну. Адекватність математичних моделей підтверджена серією експериментальних досліджень на апаратах з одного і багатоступінчастої системою імпульсної обробки теплоносія. На цій основі розроблено, апробовано та впроваджено промислові конструкції імпульсних дискових теплогенераторів для децентралізованого обігріву будівель промислового і побутового призначення з одного і двох ступенями імпульсного впливу. Розроблений метод багатоступінчастого імпульсного впливу, з урахуванням результатів математичного моделювання, експериментально підтвердженого і реалізованого в конструктивному оформленні робочої камери дискового імпульсного теплогенератора, дозволив підвищити його енергоефективність на 12 %. Визначено найбільш ефективна геометрія дискового імпульсного теплогенератора для подальшої інтеграції його в систему децентралізованого теплопостачання.Проведена серія експериментальних досліджень, які підтверджують енергоефективність розроблених пристроїв. Один з розроблених теплогенераторів з багатоступеневим імпульсною дією на теплоносій інтегрований в систему обігріву торгового комплексу. Показники роботи теплогенератора відповідають сучасному рівню енергоефективності з ККД=0,86–0,

Summary of Coupling and Tune Feedback Results during RHIC Run 6, and Possible Implications for LHC Commissioning

Early efforts to implement tune feedback during the acceleration ramp in RHIC were hampered by large betatron coupling, as well as the requirement for large dynamic range. Both problems have been addressed, the first by implementation of continuous measurement of coupling, and the second by the development of an improved analog front end. With these improvements, simultaneous coupling and tune feedback were successfully implemented for acceleration ramp development during RHIC Run 6. During the course of this work it became clear that direct excitation of the betatron resonances by high harmonics of the 60Hz power frequency was an obstacle to making the system fully operational. We report here on these results from RHIC Run 6, and implications for LHC commissioning