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

2002 год, номер 6

1.
Кинетика образования сернистых соединений при горении углеводородных топлив в воздухе

А. М. Савельев, А. М. Старик, Н. С. Титова
Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова,
111116 Москва, star@ciam.ru
Страницы: 3-16

Аннотация >>
С использованием расширенной кинетической модели проведен анализ кинетики образования соединений групп SOx и HSOy при горении углеводородных серосодержащих топлив в смеси с воздухом. Показано, что механизмы образования S-содержащих соединений существенно зависят от коэффициента избытка воздуха и тесно связаны с кинетикой формирования NO, NO2, CO, CO2, H, OH, HO2. Как в богатых, так и в бедных смесях существует достаточно большой промежуток времени после воспламенения c существенно неравновесным характером изменения концентраций N- и S-содержащих компонентов.


2.
Математическое моделирование распространения вершинных лесных пожаров в однородных лесных массивах и вдоль просек

А. М. Гришин, О. В. Шипулина
Томский государственный университет, 634050 Томск, fire@fire.tsu.tomsk.su
Страницы: 17-29

Аннотация >>
Даны математическая постановка и численное решение задачи о распространении вершинных верховых пожаров в однородных лесных массивах и в окрестности различных просек (дороги, трассы, линии электропередач), возле которых чаще всего возникают пожары.


3.
Учет турбулентности пламени в моделях фильтрационного горения газов

С. И. Футько
Институт тепло- и массообмена НАН Беларуси,
220072 Минск, foutko@itmo.by
Страницы: 30-36

Аннотация >>
На основе теории Дамкеллера для турбулентной скорости горения уточнена базовая система уравнений, описывающая процесс горения внутри пористого тела, а также в режиме волны фильтрационного горения газов. Получено лучшее соответствие моделей имеющимся экспериментальным данным измерений массовой скорости горения в таких системах. Показано, что поправка на турбулентность внутрипорового течения становится существенной при скоростях фильтрации более 0,5 м/с. Анализируемые данные представлены в виде диаграммы Борги. Выяснено, что для пористых сред со средним размером пор 2÷3 мм типичным для процессов фильтрационного горения газов является слаботурбулентный режим "складчатого" пламени.


4.
К механизму самовозгорания титановых сплавов в кислороде

В. И. Болобов
РНЦ "Прикладная химия", 197198 Санкт-Петербург, boloboff@mail.ru
Страницы: 37-45

Аннотация >>
Выдвинута гипотеза, что склонность титановых сплавов к возгоранию в кислороде, характеризуемая критическим давлением возгорания, определяется критической температурой, до которой способны разогреться фрагменты появляющейся ювенильной поверхности за счет тепла, выделяющегося в процессе разрушения металла. Правомочность гипотезы подтверждается сопоставлением расчетных значений критической температуры с экспериментально установленными значениями критического давления возгорания различных титановых α-сплавов.


5.
Зависимость скорости гетерогенных реакций от микроструктуры пористой среды

Л. Б. Директор, В. М. Зайченко, И. Л. Майков
Объединенный институт высоких температур РАН, 125412 Москва, director@oivtran.iitp.ru
Страницы: 46-50

Аннотация >>
Разработана математическая модель реагирования в пористой среде, позволяющая в рамках единого подхода рассматривать гетерогенные реакции присоединения (например, пиролиз метана) и разложения (газификация). Получены критериальные соотношения между степенью метаморфизма пористого каркаса, структурным параметром и безразмерным временем. Проведено сравнение характерных времен процессов пиролиза и газификации с результатами модельных расчетов и с экспериментальными данными. Максимальное расхождение не превышает 20 %.


6.
Распространение пламени в двухкомпонентных составах газовзвесей алюминия и бора

Л. В. Бойчук, В. Г. Шевчук, А. И. Швец
Одесский Национальный университет им. И. И. Мечникова, 65100 Одесса, Украина
vov@ictg.intes.odessa.ua
Страницы: 51-54

Аннотация >>
Экспериментально исследованы процессы распространения пламени по газовзвесям частиц бора, в смесях бора с алюминием и алюминия с инертной добавкой. Изучен характер распространения пламени и измерены скорости распространения пламени в двухкомпонентных составах, включающих бор. Показано, что для рассмотренного диапазона параметров взвесей добавка бора к алюминию замедляет распространение пламени. Снижение скорости распространения пламени в смесях бор — алюминий проявляется сильнее, чем в аналогичной композиции алюминий — инертная добавка. Это можно объяснить потреблением кислорода бором в относительно низкоэкзотермических реакциях образования субокислов бора и, соответственно, появлением дефицита окислителя для ведущего процесса горения алюминия.


7.
К теории межфазного взаимодействия в смеси реагирующих металлических порошков

О. Б. Ковалев, В. М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск,
kovalev@itam.nsc.ru
Страницы: 55-65

Аннотация >>
Математическая модель межфазного взаимодействия в смеси порошков строится на основе принципов механики многофазных многокомпонентных и гетерогенных сред применительно к процессам СВС. Эволюция структурных превращений, химические реакции и фазовые переходы рассматриваются на уровне мезоячейки смеси. Предcтавлены аналитические решения сопряженных теплодиффузионных задач на одиночных частицах и в мезоячейке, которые замыкают уравнения законов сохранения. На примере одностадийной химической реакции в смеси порошков никеля с алюминием (Ni+Al = NiAl) численно решена задача о структуре тепловой волны СВС, распространяющейся по полуограниченному стержню конечной толщины. Показано, что структура волны строго нестационарная, содержит изломы и изотермические участки в точках плавления компонентов, которые периодически изменяются со временем. Для решения задачи о тепловом взрыве в смеси металлических порошков в трехмерной области сложной геометрической формы, разработан численный алгоритм с использованием метода фиктивных областей.


8.
Характеристики горения в воздухе агломерированных сверхтонких порошков алюминия

А. П. Ильин, Е. М. Попенко*, А. А. Громов, Ю. Ю. Шамина*, Д. В. Тихонов
НИИ высоких напряжений при Томском политехническом университете,
634050 Томск, yellow@mail2000.ru;
*Бийский технологический институт Алтайского государственного технического университета,
659305 Бийск
Страницы: 66-70

Аннотация >>
Экспериментально показано, что агломерация сверхтонких порошков алюминия снижает их активность при неизотермическом окислении в воздухе. При нормальном и пониженном давлении концентрация связанного азота в продуктах горения агломерированного порошка ниже, а при повышенном давлении (>120 кПа) — выше, чем в продуктах сгорания неагломерированного порошка.


9.
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез интерметаллида Ni3Al под давлением

В. Е. Овчаренко, О. В. Лапшин
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021 Томск,
ispms@ispms.tomsk.su
Страницы: 71-75

Аннотация >>
Рассмотрено влияние процесса компактирования порошковой смеси чистых элементов 3Ni+Al на начальную стадию образования интерметаллического соединения Ni3Al на поверхностях раздела разнородных частиц в условиях нагрева смеси внешним источником энергии.


10.
К теории электрических явлений при горении гетерогенных систем с конденсированными продуктами

В. К. Смоляков, А. И. Кирдяшкин, Ю. М. Максимов
Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН,
634021 Томск, victor@dsm.tsc.ru
Страницы: 76-82

Аннотация >>
Предложено объяснение эффекта возникновения электродвижущей силы при горении гетерогенных систем с конденсированными продуктами. На основе развитых физических представлений, оценок и анализа экспериментальных данных сформулирован конвективный механизм возникновения участков разной зарядовой плотности, связанный с переносом зарядов фильтрующимся в порах газом.


11.
Термическое разложение триаминогуанидиннитрата

Б. А. Лурье, С. П. Смирнов
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047 Москва,
lurie@rctu.ru
Страницы: 83-88

Аннотация >>
Кинетика термического разложения триаминогуанидиннитрата (ТАГН) изучена в твердом и жидком (раствор) агрегатном состоянии. Распад порошкообразного кристаллического ТАГН развивается с сильным самоускорением. Определены его формальные кинетические характеристики. Основная причина ускорения — прогрессивное плавление твердого вещества в ходе его химического превращения. Разложение ТАГН в растворе происходит в несколько десятков раз быстрее, чем в твердом состоянии, и со скоростью, уменьшающейся во времени. Основные газообразные продукты распада ТАГН — N2, N2O и H2O. Обсуждается химия процессов, протекающих при его разложении.


12.
Влияние состава и процесса горения металлизированных твердых топлив на интенсивность разрушения конструкционных материалов струей продуктов сгорания

Г. В. Кузнецов, Т. Н. Немова, Л. А. Савельева
Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики при Томском
государственном университете, 634050 Томск, ntn@ftf.tsu.ru
Страницы: 89-95

Аннотация >>
Экспериментально исследована взаимосвязь между исходным составом типичных металлизированных твердых топлив, физико-химическими превращениями при их горении и интенсивностью разрушения конструкционных материалов при воздействии струй продуктов сгорания. Установлено, что конденсированные компоненты продуктов сгорания (оксиды алюминия и железа) играют определяющую роль в процессе разрушения конструкционных материалов.


13.
Определение критических условий инициирования детонации в ограниченном объеме сходящейся к центру ударной волной

В. А. Левин, В. В. Марков*, С. Ф. Осинкин, Т. А. Журавская
Институт механики МГУ им. М. В. Ломоносова, 119192 Москва, levin@imec.msu.ru
*Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 119991 Москва
Страницы: 96-102

Аннотация >>
Рассмотрена задача о прямом инициировании сферической и цилиндрической детонации в стехиометрической водородовоздушной смеси при нормальных условиях в результате схлопывания области (полости) низкого давления в пространстве, ограниченном твердой оболочкой. Исследование течения с учетом реального механизма химических реакций проводилось конечно-разностным методом, основанным на схеме С. К. Годунова, с подвижной расчетной сеткой и явным выделением головной ударной волны и контактной поверхности. Установлено, что при заданном давлении в схлопывающейся области и ее радиусе, равном или превосходящем известный критический радиус для случая безграничного пространства, существует минимальный (критический) радиус оболочки, начиная с которого в рассматриваемом поле течения формируется детонационная волна. При этом для фиксированного значения пониженного давления в случае сферической симметрии избыточная внутренняя энергия шарового слоя, заключенного между оболочкой и областью низкого давления, которая идет на инициирование детонационного горения, имеет минимум, существенно превышающий критическую энергию инициирования детонации зарядом тротила в неограниченном пространстве.


14.
Математическое моделирование детонационных процессов в газовзвеси частиц угля

А. В. Фёдоров, Т. А. Хмель*
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск;
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет,
630008 Новосибирск, fedorov@ngasu.nsk.su
*Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск,
khmel@itam.nsc.ru
Страницы: 103-112

Аннотация >>
Развита физико-математическая модель, описывающая распространение детонационных волн в газовзвеси частиц угольной пыли в воздухе или кислороде в рамках представлений механики односкоростного двухтемпературного континуума. Модель приведена в соответствие с известными экспериментальными данными по зависимости скорости детонации от концентрации частиц, по задержкам воспламенения за ударными волнами и характерным временам процессов пиролиза и горения. Проанализированы стационарные детонационные структуры. Путем численного моделирования ударно-волнового инициирования показано формирование и устойчивое распространение волн стационарной детонации.


15.
Получение наноразмерных энергоемких материалов

Ю. В. Фролов, А. Н. Пивкина, П. А. Ульянова, С. А. Завьялов*
Институт химической физики РАН им. Н. Н. Семенова, 117977 Москва,
7777@center.chph.ras.ru
*ГНЦ РФ Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова,
103064 Москва
Страницы: 113-117

Аннотация >>
Впервые методом вакуумной конденсации получены наноматериалы для энергетических систем. На первом этапе работы проведено формирование наночастиц индивидуальных веществ — нитрата аммония и гексогена, из них получены химически чистые кристаллиты, средний размер которых составляет 50 нм. На втором этапе проведено совместное вакуумное испарение этих компонентов и их конденсация, получен композитный материал, содержащий нанокристаллиты обоих веществ. Для идентификации фазового состава, определения морфологии кристаллитов и их размеров использовались методы рентгенофазового анализа и атомно-силовой микроскопии. Показано, что размер кристаллитов в двухкомпонентном композитном материале не превышает 100 нм.


16.
Модель инициирования смесевых твердых взрывчатых систем ударом

А. В. Дубовик
Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 117977 Москва, krupkin@chph.ras.ru
Страницы: 118-126

Аннотация >>
Разработана модель механического инициирования твердых взрывчатых веществ, применимая для анализа чувствительности индивидуальных веществ и смесевых взрывчатых составов. Модель включает в себя систему уравнений деформационного разупрочнения заряда взрывчатого вещества при ударе, результирующего диссипативного разогрева и тепловыделения вследствие протекания химических реакций между компонентами взрывчатой смеси. Проведен численный расчет критических параметров и кинетики реакций при инициировании зарядов из смеси перхлората аммония с полиметилметакрилатом, результаты которого сравниваются с экспериментальными данными по чувствительности этой смеси к удару.


17.
Электросопротивление политетрафторэтилена при ударном сжатии

С. А. Бордзиловский, С. М. Караханов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск,
bordz@hydro.nsc.ru
Страницы: 127-133

Аннотация >>
Определено удельное сопротивление образцов политетрафторэтилена за фронтом ударной волны в диапазоне давлений 35-63 ГПа. Измерения проводились при толщине измерительной ячейки 0,2 мм, в пределах которой распределение удельного сопротивления по толщине однородно. При давлениях выше 35 ГПа с увеличением как координаты установки ячейки, так и времени удельное электрическое сопротивление монотонно уменьшалось и достигало своего равновесного значения в течение характерного времени ≈0,5 мкс на расстоянии нескольких миллиметров от плоскости распада разрыва. Полученные результаты свидетельствуют о деструкции полимера в диапазоне давлений 35-63 ГПа. Среднее значение эмпирической энергии диссоциации по всему диапазону составляет (3,3±0,7) эВ, что в пределах ошибки совпадает с энергией одинарной связи C–C, равной 3,6 эВ.


18.
Температурное поле гнездового самонагревания насыпи в силосе

В. П. Ольшанский
Академия пожарной безопасности Украины, 61023 Харьков, mech@apbu.kharkiv.com
Страницы: 134-139

Аннотация >>
Построено аналитическое решение нестационарной задачи теплопроводности для случая локализованного центрально-симметричного распределения внутренних источников тепла в бесконечной среде. Расчет прироста температуры в центре очага самонагревания, где он максимален, сведен к вычислению элементарных функций. Проведен анализ полученных теоретических результатов.