Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Физика горения и взрыва

2001 год, номер 5

1.
Тепловое взаимодействие двух фронтов пламени, распространяющихся в каналах с противоположно направленными потоками газа

Р. В. Фурсенко, С. С. Минаев, В. С. Бабкин
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Представлена одномерная нестационарная модель распространения двух фронтов пламени предварительно перемешанной смеси газов в узких плоских каналах с учетом теплового взаимодействия пламен через разделяющую стенку. Рассмотрен случай, когда потоки газа в каналах противоположно направлены и равны по величине. Показано, что обмен теплом через теплопроводящую стенку, разделяющую плоские каналы, ведет к появлению ряда характерных особенностей. Рассматриваемая схема фильтрационного горения газов может быть названа схемой горения со встречной фильтрацией и является новой разновидностью систем с избытком энтальпии. Показано, что даже при наличии теплопотерь через внешние стенки системы температура на фронте волн горения может превышать адиабатическую температуру свободного плоского пламени с тем же составом горючей смеси. Из решения задачи получены зависимости скорости волн горения от расстояния между ними, и исследовано динамическое поведение волн горения. Найдена область параметров задачи, при которых возможна автостабилизация волн горения.


2.
Особенности критических условий цепно-теплового взрыва

В. В. Азатян, И. А. Болодьян*, Ю. Н. Шебеко*, С. Н. Копылов*
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
*Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД России, 143900 Московская обл., Балашихинский р-н, п. ВНИИПО-12

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального изучения критических условий цепно-теплового взрыва водородовоздушных и метановоздушных смесей. На основе учета особенностей химических механизмов окисления водорода и метана с единых позиций нелинейной теории неизотермических цепных процессов объяснены наблюдаемые закономерности и, в том числе, различия критических условий воспламенения и взрыва этих горючих веществ. Приведены примеры закономерностей процессов горения в области атмосферного давления, принципиально не описываемых без учета определяющей роли конкуренции разветвления и обрыва реакционных цепей. Показано, что пренебрежение изменениями тепловых эффектов реакций в зависимости от температуры при решении уравнений, используемых для описания процессов горения, может приводить к большим погрешностям.


3.
Исследование воспламеняемости парогазовых смесей C2F4, SO3 и C2F4OSO2

Я. А. Лисочкин, В. И. Позняк
РНЦ “Прикладная химия”, 197198 Санкт-Петербург, cisp@mail.wplus.net

Аннотация >>
Определены концентрационные пределы взрываемости смесей и условия флегматизации смесей гелием и перфторпропаном. Для большинства смесей измерены максимальное давление взрыва и максимальная скорость роста давления при взрыве. Добавление серного ангидрида к тетрафторэтилену заметно снижает минимальную энергию зажигания по сравнению с чистым тетрафторэтиленом, но слабо влияет на максимальное давление взрыва и скорость роста давления при взрыве. Установлено, что взрывоопасны чистые пары тетрафторэтансультона, но наиболее опасны его смеси с серным ангидридом.


4.
Стабилизация пламени порошкообразного металлического горючего в турбулентном потоке воздуха

А. Г. Егоров, Е. Д. Кальней, А. П. Шайкин
Тольяттинский политехнический институт, 445667 Тольятти

Аннотация >>
Исследован процесс стабилизации пламени порошкообразного металлического горючего в камере сгорания с внезапным расширением. Получены экспериментальные данные о влиянии основных факторов на границы устойчивого горения в турбулентном потоке алюминиево-воздушной смеси.


5.
Параметрический анализ простейшей модели теории теплового взрыва – модели Зельдовича – Cеменова

В. И. Быков, С. Б. Цыбенова*
Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск
*Красноярский государственный технический университет, 660074 Красноярск

Аннотация >>
Для базовой модели теории теплового взрыва – модели Зельдовича – Семенова, описывающей динамику экзотермической реакции с произвольной кинетикой в проточном реакторе идеального смешения, реализована процедура параметрического анализа. Специально выделены случаи реакции первого порядка, n-го порядка, окисления и реакции с произвольной кинетикой. Построены параметрические зависимости стационарных состояний от безразмерных параметров, кривые кратности и нейтральности стационарных состояний, параметрические и фазовые портреты системы. Выделены области множественности стационарных состояний и автоколебаний, а также область технологически безопасных режимов.


6.
О теплообмене субмикронных частиц MgO в зоне горения одиночных частиц магния

И. А. Флорко, Н. И. Полетаев, А. В. Флорко, А. Н. Золотко
Институт горения и нетрадиционных технологий
Одесского государственного университета, 65026 Одесса, Украина

Аннотация >>
В диапазоне давлений 104105 Па на основе оптико-спектральных измерений и численного моделирования исследован механизм теплообмена субмикронных частиц MgO в зоне горения в процессе их роста. Показано, что на ранней стадии роста частиц теплообмен обусловлен исключительно столкновениями с молекулами газа с коэффициентом аккомодации энергии 0,01 0,02. В процессе роста частиц и с понижением давления роль излучения возрастает, и в конечном итоге излучение становится ведущим механизмом теплообмена.


7.
Конвективный режим фильтрационного горения энергетических материалов в спутном потоке собственных продуктов сгорания

Л. К. Гусаченко, В. Е. Зарко, Ю. Ю. Серебряков, В. В. Карасев, В. А. Шандаков*
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск
*Федеральный научно-производственный центр “Алтай”, 659322 Бийск

Аннотация >>
Для конвективного режима фильтрационного горения энергетических материалов в спутном потоке собственных продуктов рассмотрена модель с предельно упрощенными представлениями о кинетике и теплопередаче, показавшая неустойчивость процесса. Показано, что более точная “двухтемпературная” модель описывает стационарный режим. В этом режиме температура газа на ”горячей” границе зоны прогрева существенно меньше температуры горения, а температура твердой фазы существенно ниже предложенной в последних исследованиях на эту тему. Отмечена фактическая необоснованность “двухтемпературного” подхода и необходимость учета внутригранульной неизотермичности для конвективных режимов. Показано, что учитывающая этот эффект “трехтемпературная” модель не дает устойчивого стационарного решения.


8.
Изменение внутрибаллистических параметров при постоянном по заснарядному пространству ствола орудия среднем давлении

А. М. Липанов
Институт прикладной механики УрО РАН, 426001 Ижевск

Аннотация >>
Решается задача о выгорании конструктивных форм, обеспечивающих высокую прогрессивность газоприхода. Рассмотрены цилиндрические, грибообразные и торообразные конфигурации. Решения получены или в виде квадратур, или в элементарных функциях. Показано, что во всех рассмотренных случаях не только первая производная от поверхности горения как функции величины сгоревшего свода, но и вторая положительны. Рост поверхности горения в зависимости от величины сгоревшего свода во всех случаях нелинейный и может быть более интенсивным, чем квадратичная парабола (спиралеобразные цилиндрические и грибообразные).


9.
О потухании лесных горючих материалов при постоянных и переменных воздействиях потока инертного газа на зону горения

А. М. Гришин, А. Н. Голованов
Томский государственный университет, 634050 Томск

Аннотация >>
Установлено, что при обдуве элементов ЛГМ инертным потоком со скоростью, превышающей некоторые значения, происходит срыв пламени. Теоретически это объясняется охлаждением газа в зоне горения. Показано, что расчетные значения температуры горения согласуются с экспериментальными данными. Впервые рассмотрен вопрос о влиянии колебаний элементов ЛГМ на прекращение газофазного горения.


10.
Детонационные и физико-химические характеристики артиллерийских порохов

И. В. Занегин, С. И. Карачинский
РФЯЦ, ВНИИ технической физики, 456770 Снежинск

Аннотация >>
Определены детонационные и физико-химические характеристики некоторых марок артиллерийских порохов. Получены зависимости критического диаметра и скорости детонации семиканальных пироксилиновых порохов от диаметра порохового элемента. Исследован механизм распространения детонации по заряду при различном расположении пороховых элементов относительно друг друга и фронта детонационной волны.


11.
Инициирование детонации баллиститных порохов ударными волнами

А. Н. Афанасенков
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка

Аннотация >>
В известной постановке опыта: активный заряд – преграда – заряд исследуемого ВВ – определены критические давления ударных волн, инициирующих детонацию зарядов баллиститных порохов. В качестве активных ВВ использовались заряды тротила разной плотности, в качестве преграды – медные пластины толщиной 5 мм. Построена зависимость давления ударной волны, воздействующей на порох, от плотности тротила, по которой легко определяли значение критического давления, зная только плотность активного заряда. Установлено, что по чувствительности к ударной волне баллиститные пороха близки к жидким ВВ; для них критическое давление составляет 6,0 9,0 ГПа при диаметре заряда 40 мм и уменьшается с увеличением диаметра. На примере пороха НДТ-2 показано, что использование пороховых изделий в заводской упаковке в линейных зарядах может приводить к отказу в передаче детонации от одного заряда пороха к другому.


12.
Инициирование пористого взрывчатого вещества продуктами пересжатой газовой детонации

В. В. Григорьев, Л. А. Лукьянчиков, Э. Р. Прууэл, А. А. Васильев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментов по инициированию и развитию детонации в цилиндрических зарядах пористого взрывчатого вещества продуктами пересжатой детонации газовой смеси (C2H2 + 2,5O2). Исследовались заряды взрывчатого вещества с насыпной плотностью около 1 г/см3 в непрочных оболочках. Для зарядов тэна и гексогена определено критическое начальное давление газовой смеси, при котором еще происходит инициирование детонации, приведены также давления, непосредственно воздействующие на заряд. Для тэна впервые проведены измерения критического начального давления и задержки инициирования для зарядов с частицами различного диаметра. Полученная зависимость характеризует аномальное свойство пористых зарядов: существует оптимальный размер частиц, при котором наблюдается максимум чувствительности взрывчатого вещества. Приведены фоторазвертки самосвечения при характерных режимах инициирования. С использованием электромагнитной методики получены профили массовой скорости в волне инициирования на разной глубине заряда.


13.
О механизме формирования газовой высокоскоростной струи

Ю. В. Батьков, А. Д. Ковтун, С. А. Новиков, В. И. Скоков, Л. А. Толстикова
ВНИИ экспериментальной физики, 607190 Саров

Аннотация >>
Приведены результаты рентгенографических исследований процесса образования газовой высокоскоростной струи в плоских П-образных зарядах небольшого удлинения. Показано, что в воздушной полости в результате столкновения потоков продуктов взрыва формируется ударно-сжатая область. После окончания детонации заряда из этой области вытекает струя со скоростью, превышающей скорость детонации. Струя обладает кумулятивным эффектом, максимум которого наблюдается в случае квадратной формы воздушной полости.


14.
Применение синхротронного излучения для исследования детонационных и ударно-волновых процессов

А. Н. Алешаев*, П. И. Зубков, Г. Н. Кулипанов*, Л. А. Лукьянчиков, Н. З. Ляхов**, С. И. Мишнев*, К. А. Тен, В. М. Титов, Б. П. Толочко**, М. Г. Федотов*, М. А. Шеромов*
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
*Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, 630090 Новосибирск
**Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, 630128 Новосибирск

Аннотация >>
В работе предложен и реализован новый метод дистанционного исследования детонационных и ударно-волновых процессов с помощью синхротронного излучения. Приведено описание установки, на которой выполнены первые эксперименты по измерению плотности и малоуглового рентгеновского рассеяния при детонации конденсированных взрывчатых веществ. Высокое временное и пространственное разрешение предлагаемых методик позволяет определять характер и механизм деструкции конденсированной фазы, а также динамику роста новых, в том числе и кристаллических, образований в детонационных течениях. Описываются возможности новой методики.


15.
Взрывной синтез ультрадисперсного оксида алюминия в кислородсодержащей среде

А. А. Букаемский, А. Г. Белошапко
Научно-исследовательский физико-технический институт при КрГУ, 660036 Красноярск

Аннотация >>
Исследован процесс взрывного синтеза ультрадисперсного оксида алюминия в кислородсодержащей среде. Определены условия синтеза, наиболее оптимальные для получения вещества в ультрадисперсном состоянии. Предложена физическая модель процесса. Показано, что за счет затухания амплитуды ударной волны происходит разделение ударно-сжатого материала на жидкий и твердые слои. Рассмотрены возможные механизмы горения алюминия при его последующем разлете в кислородсодержащую среду взрывной камеры. Показано, что образование ультрадисперсного порошка оксида алюминия происходит преимущественно из материала, составляющего второй слой ударно-сжатого вещества. На основании предложенной модели объяснены экспериментальные зависимости выхода дисперсной части от условий синтеза.


16.
Зависимость продольной скорости звука в конструкционных керамических материалах от давления и степени поврежденности

В. А. Скрипняк, Е. Г. Скрипняк, Т. В. Жукова
Томский государственный университет, 634050 Томск

Аннотация >>
Численно исследовано влияние пористости и концентрации плоских микротрещин на скорость упругих волн в поликристаллических керамических материалах на основе SiC, Al2O3, B4C, ZrO2. Механическое поведение керамики описано с использованием модели повреждаемой среды. Проведен анализ применимости различных зависимостей, описывающих связь эффективных модулей упругости материала среды с относительным объемом повреждений, для прогнозирования волновой динамики. Показано, что при пористости до 20% удовлетворительный прогноз изменения скорости продольных волн в керамике обеспечивается применением экспоненциальной и линейной зависимостей. В этом диапазоне пористости скорость упругих волн линейно снижается с ростом относительного объема повреждений. Проведен анализ влияния амплитуды импульсов на скорость упругих волн. Показано, что скорость упругих волн в конструкционной керамике увеличивается пропорционально давлению до 5% в диапазоне амплитуд импульсов, не превышающих предела упругости Гюгонио. Для рассмотренных керамических материалов определены численные значения коэффициентов в соотношении, связывающем скорость продольной упругой волны со скоростью материальных частиц. Показано, что при превышении предела упругости Гюгонио значения коэффициента уменьшаются на 10 30% для разных керамических материалов. Полученные значения коэффициентов хорошо согласуются с приведенными в литературе экспериментальными данными.


17.
Ослабление воздушных взрывных волн при взрыве зарядов взрывчатого вещества в объеме жидкости, ограниченном эластичной оболочкой

Б. Е. Гельфанд, М. В. Сильников*, А. И. Михайлин*, А. В. Орлов*
Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 117977 Москва
*Научно-производственное объединение специальных материалов, 194044 Санкт-Петербург

Аннотация >>
Экспериментально измерены параметры воздушных взрывных волн, образующихся при наземном взрыве зарядов взрывчатого вещества массой G=0,1 ÷ 1 кг, помещенных в объем жидкости, ограниченный эластичной оболочкой. Капсуляция жидкости в эластичной оболочке повышает сжимаемость среды, передающей энергию продуктов взрыва в воздух, и способствует существенному уменьшению амплитуды воздушной ударной волны на приведенном расстоянии R/G1/3=0,63 ÷ 6,8 м/кг1/3. Эффективность ослабления воздушных волн при погружении заряда взрывчатого вещества в жидкость с эластичной оболочкой сопоставима с эффективностью демпфирования взрывных волн газонаполненными двухфазными системами. Показано, что основным параметром ослабления взрывных волн является отношение масс жидкости и заряда взрывчатого вещества, а не такие свойства жидкости, как ее вязкость и плотность.


18.
Влияние жестких границ на направленность взрыва на выброс

К. В. Алферьев, В. В. Боровиков, С. Д. Любарский
Военный инженерно-космический университет им. А. Ф. Можайского, 197082 Санкт-Петербург

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментальных исследований развития направленного взрыва на выброс в присутствии жестких недеформируемых поверхностей в зоне пластических деформаций массива. Показано влияние размеров, формы и углового положения этих поверхностей на степень несимметричности переноса массы сыпучего вещества при одиночном взрыве.