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

2003 год, номер 2

1.
Вихревые структуры при горении водорода в сверхзвуковой спутной воздушной струе

С. С. Воронцов, В. А. Забайкин, А. А. Смоголев, П. К. Третьяков
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск,
lab2@itam.nsc.ru
Страницы: 3-8

Аннотация >>
Подтверждено существование вихревых зон на внешней границе водородного факела в спутной сверхзвуковой струе воздуха. Анализ результатов экспериментов и сопоставление с известными расчетами показывают, что образование таких зон может быть связано с волновой структурой, возникающей при нерасчетном истечении воздушной струи. Размер вихревых зон горения увеличивается вдоль факела, а сами они могут способствовать улучшению смешения топливной и воздушной струй.


2.
Газовые вращающиеся пламена

В. В. Замащиков
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск,
albor@kinetics.nsc.ru
Страницы: 9-10

Аннотация >>
Получено так называемое спиновое распространение пламен предварительно перемешанных горючих газовых смесей. Наблюдалось непрерывное вращательное движение одного, двух и трех очагов пламени.


3.
Влияние перестройки вихревой структуры на теплообмен в <опрокинутом> пламени

В. П. Самсонов
Сургутский государственный университет, 628400 Сургут,
svp@iff.surgu.ru
Страницы: 11-14

Аннотация >>
Исследованы закономерности образования вихревых структур при горении смеси горючего газа с воздухом, вдуваемой через отверстие в плоской пластине вертикально вниз. Обнаружено, что форма, расположение и число вихревых ячеек определяются скоростью истечения и составом горючей смеси. Показано, что при увеличении скорости начиная от минимального критического значения, при котором возникает вихревая структура, число вихревых ячеек уменьшается от пяти-шести до одной. Дальнейшее увеличение скорости истечения газа приводит к турбулизации потока продуктов горения. Наличие вихревой структуры увеличивает критическое число Рейнольдса, при котором течение становится турбулентным. Обратный переход к структуре с увеличенным количеством вихревых ячеек происходит с <запаздыванием> по скорости истечения газа (гистерезис по расходу газа). Изменение скорости истечения сопровождается бифуркацией числа вихревых ячеек.


4.
О механизме ограничения максимальных температур в волнах фильтрационного горения газов

С. И. Футько
Институт тепло- и массообмена НАН Беларуси, 220072 Минск, Беларусь,
foutko@itmo.by
Страницы: 15-25

Аннотация >>
Установлен физический механизм, обусловливающий наблюдаемое в эксперименте сильное замедление роста максимальной температуры каркаса в волне фильтрационного горения газа с ростом расхода. При этом максимальные температуры газа и каркаса сравниваются и сильно сокращается зона тепловой релаксации. Введена классификация режимов на основе критерия температурной гетерогенности φ1. Получены явные аналитические решения для волны в случаях φ1 < 1 и φ1 % 1. Рассмотрена поправка на обратные реакции в продуктах горения. Путем численных расчетов с детальной кинетической схемой изучено влияние состава на поведение волн. Проведена оценка энергии активации для ультрабогатых и ультрабедных метановоздушных смесей. Сделан вывод о достижении при φ1 % 1 предельной эффективности теплового рекуперативного цикла в волне, предложены способы ее максимизации.


5.
Постиндукционные процессы при тепловом взрыве в системах <пористая среда — газообразный реагент — твердый продукт>

К. Г. Шкадинский, Н. И. Озерковская, А. Г. Мержанов
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН
142432 Черноголовка, shcad@ism.ac.ru
Страницы: 26-37

Аннотация >>
Впервые дано полное решение нестационарной фильтрационной задачи о тепловом взрыве, включая постиндукционный период. Исследована динамика полей температур, давления внутрипорового газа и глубины превращения конденсированной фазы в зависимости от дефицита активного газового реагента в реагирующей пористой среде. Основное внимание уделено образованию и распространению фронтальных режимов экзотермического химического превращения (их количество, направление и скорость распространения, степень превращения конденсированной фазы во фронте). Выявлены процессы <двойного самовоспламенения>", режимы распространенияволны горения с неполным превращением во фронте. Рассмотрен приповерхностный режим теплового взрыва, лимитируемый фильтрацией газа извне. Установленные закономерности динамики экзотермического химического взаимодействия позволяют на качественном уровне регулировать высокотемпературный синтез в условиях теплового взрыва.


6.
О микрогетерогенном механизме безгазового горения

А. С. Рогачев
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН,
142432 Черноголовка rogachev@ism.ac.ru
Страницы: 38-47

Аннотация >>
Рассмотрена модель безгазового горения, основанная на предположении о том, что среда состоит из реакционных ячеек, теплообмен между которыми происходит намного медленнее, чем теплопередача внутри ячейки. Для различных скоростей реакции и кинетических законов рассчитаны температурные зависимости скорости горения, которые сопоставлены с известными экспериментальными данными. Установлена тепловая и концентрационная структура волны горения. Определены области существования и границы устойчивости микрогетерогенного и квазигомогенного режимов безгазового горения в зависимости от предэкспонента и энергии активации химической реакции. Проанализировано влияние резкого ускорения реакции в критической точке (например, в точке фазового перехода) на закономерности горения.


7.
Режимы горения сильно разбавленной системы Ti+2B

C. Г. Вадченко, И. А. Филимонов
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН,
142432 Черноголовка vadchenko@mail.ru
Страницы: 48-55

Аннотация >>
Исследованы режимы горения системы Ti+2B с высоким массовым содержанием меди и железа (63 ÷ 83$ %) в зависимости от начальной температуры, состава образца и размера частиц реагентов. Определены параметрические области существования высоко- и низкоскоростных послойных и спиновых режимов горения.


8.
Влияние структурных факторов на нестационарные режимы горения безгазовых систем

В. Г. Прокофьев, В. К. Смоляков
Томский научный центр СО РАН, 634055 Томск, victor@dsm.tsc.ru
Страницы: 56-66

Аннотация >>
На основе двухтемпературной, двухскоростной нестационарной модели безгазового горения, учитывающей структурные превращения, связанные с силовым действием фильтрующегося в порах газа, с жидкофазным спеканием и объемными изменениями конденсированной фазы при химическом превращении, исследованы автоколебательные режимы горения. Показано, что структурные превращения существенно влияют на характер распространения волны горения и могут стабилизировать либо дестабилизировать горение. Основными структурными параметрами, существенно влияющими на устойчивость волны горения, являются начальная пористость, размер частиц и давление.


9.
Математическое моделирование подъема и воспламенения частиц угольных отложений

Ю. А. Гостеев, А. В. Федоров*
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
630090 Новосибирск, gosteev@itam.nsc.ru
*Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск; Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет,
630008 Новосибирск, fedorov@ngasu.nsk.su
Страницы: 67-74

Аннотация >>
Изучена задача о подъеме и воспламенении частицы угля в поле течения, возникающего после прохождения вдоль запыленной поверхности ударной волны. Описание динамики частицы проведено на основе разработанной и верифицированной ранее математической модели, учитывающей действие сил Саффмана и аэродинамической интерференции. Для моделирования процесса реагирования частицы угля используются представления теории приведенной пленки. Выполнены расчеты, выявляющие качественные и количественные особенности динамики и воспламенения частицы угля. Сопряженная математическая модель верифицирована по экспериментальным данным о траекториях и зависимости времени задержки воспламенения частиц угля от температуры газа за фронтом проходящей ударной волны.


10.
Нестационарное горение слоевых конденсированных систем. Параллельное горение компонентов

С. А. Рашковский
Институт проблем механики РАН, 119256 Москва, rash@rash.mccme.ru
Страницы: 75-85

Аннотация >>
Рассмотрена модель нестационарного горения слоевой конденсированной системы типа <сэндвич>, состоящей из параллельных слоев одновременно горящих компонентов, способных к самостоятельному горению. Определена функция отклика массовой скорости горения такой системы на периодическое изменение давления с учетом взаимодействия компонентов за счет разности их скоростей горения. В линейном приближении проанализировано горение таких систем при резком изменении давления. Показано, что характер этих процессов и их длительность зависят от отношения толщины слоя медленногорящего компонента к толщине его прогретого слоя. Установлено, что искривления поверхности горения компонентов в процессе нестационарного горения слоевой конденсированной системы могут существенно изменять характер нестационарного горения всей системы, в частности, повышать или понижать его стабильность.


11.
Моделирование дисперсности агломератов при горении алюминизированных твердых топлив

В. А. Бабук, И. Н. Долотказин, В. В. Свиридов
Балтийский государственный технический университет,
198005 Санкт-Петербург, babuk@peterlink.ru
Страницы: 86-96

Аннотация >>
Работа посвящена математическому моделированию дисперсности агломератов, образующихся при горении алюминизированных твердых топлив. Показано существенное влияние на размеры агломератов условий отрыва укрупняющихся частиц металла от поверхности горящего топлива. Создана математическая модель образования агломератов применительно к топливам, для которых характерно активное горение металлического горючего в поверхностном слое. Удовлетворительное качество моделирования подтверждено соответствием экспериментальных данных и результатов расчетов.


12.
Модель детонации твердых взрывчатых веществ по гомогенному механизму превращения

Л. А. Прохницкий
Научно-технический центр артиллерийско-стрелкового вооружения,
03057 Киев, Украина kba@kba.kiev.ua
Страницы: 97-104

Аннотация >>
Построена двухфазная модель детонации твердых пористых взрывчатых веществ, учитывающая сжатие частиц твердой фазы и присутствие твердого компонента в продуктах детонации. Численно исследован гомогенный механизм детонации, основанный на реакции аррениусовского типа. Инициатором детонации служит область газов высокого давления и температуры, моделирующая взрыв детонатора. Численным экспериментом подтверждено существование предела по давлению инициирования, ниже которого детонация по гомогенному механизму не возбуждается. Детонационная волна имеет лидирующий фронт, в котором происходят подпрессовка взрывчатого вещества и сжатие газа в поровом объеме до давления > 100 ГПа без существенного изменения плотности частиц. Затем газ сжимает уже сами частицы до давления и температуры теплового взрыва. В результате за лидирующим фронтом с определенной задержкой следует узкая зона реакции, в которой происходят образование продуктов детонации и связанный с этим новый подъем давления.


13.
Свечение ударной волны в перфторалканах, перфторалкиламинах и перфтортолуоле

И. М. Воскобойников
Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, Москва, voskob@chph.ras.ru
Страницы: 105-111

Аннотация >>
Измерена яркость свечения ударного фронта в перфторированных декалине, триэтиламине, трибутиламине, толуоле и трансформаторном масле, а также яркость свечения вещества на контактной границе этих соединений с оконными материалами, которые сохраняют оптическую прозрачность за фронтом ударной волны. Значения температуры, соответствующие измеренным яркостям свечения сравнивались со значениями, рассчитанными в предположении сохранения и деструкции исходного соединения за фронтом волны. Деструкция перфторированных алкиламинов и алканов наблюдалась при температурах выше 2000 ÷2200 К и связана с разрывом связи между атомами углерода. При деструкции исходного соединения за фронтом ударной волны температуры фронта и вещества за фронтом различаются. Это объясняется экранировкой конечного продукта со стороны фронта свечения слоями вещества с неполным превращением.


14.
Свечение пузырьковых сред в ударных волнах

А. И. Сычев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 112-120

Аннотация >>
Экспериментально исследованы ударные волны в пузырьковых средах. Получены данные о скорости распространения и давлении ударных волн. Изучен процесс отражения ударных волн от твердой преграды. Проведено сопоставление экспериментальных данных и результатов расчета параметров падающих и отраженных волн. Обнаружено явление свечения пузырьковых сред в ударных волнах.


15.
О нейтронно-делительной волне

А. П. Ершов, В. Ф. Анисичкин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск, ers@hydro.nsc.ru
Страницы: 121-127

Аннотация >>
Рассматривается динамика развития нейтронно-делительной волны Л. П. Феоктистова. Оценивается возможность этого процесса в естественных условиях, а именно в недрах планет.


16.
О возможном возгорании выбрасываемых в зазор частиц при сварке титана взрывом

А. А. Бердыченко, Б. С. Злобин*, Л. Б. Первухин, А. А. Штерцер**
Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, 656099 Барнаул
*-производственное предприятие <МАТЕМ>, 630058 Новосибирск, matem@mail.nsk.ru
**Конструкторско-технологический институт гидроимпульсной техники СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 128-136

Аннотация >>
Проанализированы процессы, происходящие в сварочном зазоре при сварке взрывом. Показано, что частицы металла, вылетающие в зазор вследствие кумулятивного эффекта, способны воспламеняться в среде сжатого ударной волной воздуха. Для большинства металлов выделяемая при этом энергия невелика и не оказывает существенного влияния на образование соединения. При сварке титана на больших площадях удаленные от места инициирования детонации участки поверхности, находящиеся под длительным воздействием потока горячего воздуха, могут растворять в себе большое количество кислорода и азота. В случае попадания в зазор частиц из этих участков возможно протекание в них химических реакций с образованием TiO2 и TiN по механизму внутреннего горения. При этом энергия, выделяемая в зазоре на единицу площади, сравнима и даже превышает кинетическую энергию метаемой пластины. Наблюдающиеся на практике локальные вздутия и разрывы металла можно объяснить воспламенением и горением находящихся в сварочном зазоре га онасыщенных частиц титана.


17.
Наблюдение волн сжатия и разрушения в ПММА с помощью синхротронного излучения

П. И. Зубков, Г. Н. Кулипанов*, Л. А. Лукьянчиков, Л. А. Мержиевский, К. А. Тен, В. М. Титов, Б. П. Толочко**, М. Г. Федотов*, М. Р. Шарафутдинов*, М. А. Шеромов*
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск, merzh@hydro.nsc.ru
*Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, 630090 Новосибирск
**Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, 630128 Новосибирск
Страницы: 137-139

Аннотация >>
Впервые показана возможность применения синхротронного излучения для измерения распределения плотности в ударно-сжатом, разрушающемся в волне разрушения полиметилметакрилате. Приведены данные о параметрах процесса сжатия и разрушения.