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 3

1.
Измерение температуры и концентрации он в спиртовоздушном пламени методом лазерно-индуцированной флуоресценции

Б. Ф. Бояршинов, С. Ю. Федоров
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе, 630090 Новосибирск,
boyar@itp.nsc.ru, fedorov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: лазер, флуоресценция, пламя
Страницы: 3-8

Аннотация >>
С использованием лазерно-индуцированной флуоресценции и зондовых методов измерены температуры и концентрации ОН в пламени этанола. Показано, что максимальные значения температуры, полученные разными методами, соответствуют друг другу. При горении этанола, испаряющегося с поверхности сферы диаметром 15 мм, с учетом процессов тушения флуоресценции оценена концентрация радикала: ≈ 7 · 1016 см–3. При измерении концентрации калибровка аппаратуры проводилась в опытах с пламенем водорода, для которого эти данные известны. Установлено, что в обоих случаях максимум концентрации ОН смещен относительно максимума температуры. Полученные данные могут быть полезны при изучении горения капель жидкого топлива.


2.
Особенности предельных явлений в реакции фтора с водородом

Г. К. Васильев, Е. Ф. Макаров, Ю. А. Чернышев
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, bgbrav@icp.ac.ru
Ключевые слова: энергетическое разветвление, пределы самовоспламенения, ингибирование продуктом реакции
Страницы: 9-16

Аннотация >>
На примере реакции фтора с водородом исследованы особенности протекания реакции с энергетическим разветвлением и механизмом торможения конечным продуктом. Показано, что для таких реакций вхождение в область самовоспламенения, определяемую статическими условиями (концентрацией реагентов, давлением, температурой), за счет изменения давления смеси может сопровождаться либо не сопровождаться ее самовоспламенением. Параметром, определяющим тот или иной характер поведения конкретной смеси, является скорость изменения давления смеси. Обоснована технология быстрого (в секундном диапазоне) приготовления фтороводородных смесей с минимальной наработкой фтористого водорода.


3.
Численное исследование влияния горения метана на тепло- и массообмен и трение в пограничном слое

Л. Н. Перепечко
Институт теплофизики СО РАН, 630090 Новосибирск, ludmila@itp.nsc.ru
Ключевые слова: турбулентность, горение, тепло- и массообмен, пограничный слой, моделирование, химическая кинетика, коэффициент трения
Страницы: 17-22

Аннотация >>
Представлены результаты расчетов ламинарного и турбулентного течений в пограничном слое на пористой пластине с вдувом и горением метана. В математической модели использовалось приближение пограничного слоя. Горение моделировалось с помощью одной глобальной реакции конечной скорости и кинетического механизма догорания водорода и окиси углерода. Показано, что при вдуве и горении в ламинарном и турбулентном потоках происходит более интенсивное оттеснение течения от стенки, чем при вдуве в изотермический поток, что приводит к уменьшению сопротивления трения, теплового и диффузионного потоков. Горение в турбулентном потоке приводит к ламинаризации течения и затягиванию ламинарно-турбулентного перехода.


4.
Кинетический анализ химической структуры волн фильтрационного горения газов ультрабедных составов

С. И. Футько
Институт тепло- и массообмена НАН Беларуси, 220072 Минск, Беларусь, foutko@itmo.by
Ключевые слова: сверхадиабатический эффект, тепловая волна, фильтрационная волна, химическая структура, кинетический анализ, влияние состава
Страницы: 23-32

Аннотация >>
На основе скелетных схем и анализа чувствительности проведен детальный анализ структуры области тепловыделения, особенностей образования радикалов, а также динамики окисления метана в условиях ультрабедной метановоздушной волны фильтрационного горения газов. Показано, что экзотермическая область состоит из двух последовательных пиков, первый из которых формируется окислением углеводородов и водорода радикалами OH, второй — в реакции окисления CO. В зависимости от преобладающих реакций разветвления цепей радикалов в волне выделено несколько областей. В области «низких» температур основным цепным механизмом образования радикалов является реакция CH3 + O2 = CH3O + O, в «промежуточной» области — HO2 + CH3 = CH3O + OH, а в зоне "высоких" температур — H +O2 = O + OH. Две первые области соответствуют зоне предварительного подогрева, последняя — зоне реакции волны фильтрационного горения газов.


5.
Влияние состава горючей смеси на вихревую структуру пламени

В. П. Самсонов
Сургутский государственный университет, 628400 Сургут, samsonov@surgu.wsnet.ru
Ключевые слова: вихревая структура, температура, сгорание газа, тепловой поток
Страницы: 33-38

Аннотация >>
Исследовано влияние состава смеси пропана с воздухом на самопроизвольно возникающую структуру "опрокинутого" вихревого пламени при горении газа, вдуваемого на нижнюю поверхность пластины, наклоненной относительно горизонта. Установлено, что угловая скорость продуктов горения определяется ориентацией вектора скорости вдува газа относительно направления силы тяжести, скоростью в сопле горелки и составом горючей смеси. Показано, что при изменении состава горючей смеси происходит перестройка поля скоростей в вихревой структуре, приводящая к изменению распределений концентраций и температур в пламени. Получены зависимости высоты пламени и полноты сгорания горючей смеси от скорости вдува и содержания пропана.


6.
Зондовая диагностика пламени метеотрона

А. А. Кузнецов
Владимирский государственный университет, 600000 Владимир, leonid-adm@vpti.vladimir.su
Ключевые слова: пламя метеотрона, плазма, зонд, вольт-амперная характеристика, температура, степень ионизации
Страницы: 39-49

Аннотация >>
С помощью двойного подвижного зонда исследовано крупномасштабное открытое пламя метеотрона. Приведены описание установки, методика эксперимента и результаты измерений. По полученным вольт-амперным характеристикам найдены электронная температура и степень ионизации плазмы пламени. Определен режим работы системы зонд — плазма пламени. Указана возможность положительной поверхностной ионизации адатомов калия на частицах сажи в объеме пламени.


7.
Использование химических реакций сжигания горючих и разложения закиси азота для создания и нагрева рабочего тела высокоэнтальпийной установки кратковременного режима

В. В. Шумский
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск, shumsky@itam.nsc.ru
Ключевые слова: высокоэнтальпийная установка, натурные параметры полета, форкамера, химический подогрев, водород, пропан, закись азота
Страницы: 50-57

Аннотация >>
Исследована работа высокоэнтальпийной установки кратковременного режима с двойной форкамерой при воспроизводстве в набегающем на модель потоке натурных значений давления торможения и физической энтальпии торможения. Нагрев рабочего тела осуществляется за счет сжигания в первой форкамере горючих: водорода, пропана (трехкомпонентная исходная смесь: горючее + воздух + компенсирующий кислород) либо комбинации этих горючих с закисью азота (четырехкомпонентная исходная смесь: горючее + закись азота + воздух + компенсирующий кислород либо компенсирующий азот). Для всех горючих состав исходной смеси, накачиваемой в первую форкамеру, обеспечивает получение потока с массовой долей кислорода, равной массовой доле кислорода в атмосферном воздухе (0,231). Расчеты выполнены для диапазона чисел Маха Мн = 4 ÷ 7 и траектории полета со скоростным напором ≈ 0,6 бар.


8.
Исследование горения жидкого и газообразного топлив в сверхзвуковой камере сгорания

Д. Л. Ле, Х. Ч. Бай, А. А. Мишунин*, А. В. Старов*
Китайский аэродинамический научно-исследовательский центр, 621000 Миньян, КНР
*Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск, starov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: прямоточный двигатель, сверхзвуковая камера сгорания, керосин, тяга
Страницы: 58-66

Аннотация >>
Изложены результаты экспериментального исследования полной модели ГПВРД на керосине, проведенного в импульсной трубе ИТ-302М Института теоретической и прикладной механики СО РАН, и исследования модели на водороде, выполненного в импульсной трубе с огневым подогревом Китайского аэродинамического центра. Испытания проведены при числах Маха 5 и 6 при параметрах потока, близких к полетным. Определена оптимальная схема подачи керосина в этих условиях, и исследованы тяговые характеристики модели двигателя. Дан анализ возможности управления процессом горения керосина при испытаниях в трубе кратковременного действия, и изучены особенности воспламенения топлива в короткой камере сгорания. Реализовано интенсивное горение керосина при встречной подаче не менее 3% водорода, что позволило получить эффективную тягу. Проведено сравнение распределений статического давления и силовых характеристик модели при горении керосина и водорода.


9.
Трехмерные нестационарные режимы твердопламенного горения в неадиабатических условиях

Т. П. Ивлева, А. Г. Мержанов
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
Ключевые слова: трехмерные процессы, твердопламенное горение, нестационарные режимы, периодические решения, спиновые волны, теплопотери
Страницы: 67-76

Аннотация >>
Рассмотрено влияние теплопотерь на характеристики твердопламенного горения. Выявлены новые установившиеся трехмерные периодические режимы, не реализуемые при горении в адиабатических условиях. На примере режима с шестью очагами, движущимися по винтовым линиям в приповерхностных слоях цилиндра, объяснена сущность режимов такого типа. Очаги локализованы в приповерхностных слоях цилиндра и не пересекают центральные (расположенные вдоль оси) зоны образца. Внутренняя часть цилиндра (ядро) сгорает в стационарном режиме, т. е. вдоль оси цилиндра фронт движется с постоянной скоростью. Дано объяснение существования таких режимов.


10.
Исследование и прогнозирование характеристик уноса массы теплозащитных материалов на основе угленаполненных композиций

В. В. Несмелов, В. Д. Гольдин, Г. Ф. Костин
НИИ прикладной математики и механики при Томском государственном университете,
634050 Томск vdg@ctc.tsu.ru
Ключевые слова: термогравиметрический анализ, углепластик, кинетика, термическое разложение, термокинетические константы, многостадийные реакции, моделирование
Страницы: 77-84

Аннотация >>
Проведено исследование термического разложения углепластика на основе фенолформальдегидной смолы и углеродной ткани, а также составляющих композицию компонентов. На основании результатов термогравиметрического анализа проанализирован процесс пиролиза, предложены физическая и математическая модели его описания. Показано, что при повышении температуры наблюдается унос массы как фенолформальдегидной смолы, так и углеродной ткани. Определены термокинетические константы отдельных стадий. Полученные данные использованы для прогнозирования уноса массы композиции.


11.
Влияние резкого изменения сечения проточного тракта РДТТ на коагуляцию конденсированных частиц

В. С. Аверин*, В. А. Архипов, И. М. Васенин**, Н. Н. Дьяченко, В. Ф. Трофимов**
НИИ прикладной математики и механики при Томском государственном университете,
634050 Томск, leva@niipmm.tsu.ru
*Федеральный научно-производственный центр "Алтай", 659322 Бийск Алтайского края
**Томский государственный университет, 634050 Томск
Ключевые слова: проточный тракт РДТТ, резкое изменение сечения, конденсированные продукты сгорания, коагуляция, математическое моделирование, лазерная диагностика
Страницы: 85-92

Аннотация >>
Представлены результаты численного моделирования двухфазных течений с учетом коагуляции и дробления частиц полидисперсного конденсата в проточном тракте камеры сгорания РДТТ с резким изменением площади поперечного сечения, характерным для твердотопливных зарядов сложной формы. Показано, что резкое изменение сечения может привести к существенному (кратному) коагуляционному росту среднего размера частиц. Результаты расчетов подтверждены серией экспериментов на модельном РДТТ с использованием лазерной системы диагностики дисперсности частиц.


12.
Непрерывная детонация дозвукового потока топлива

Ф. А. Быковский, Е. Ф. Ведерников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск, bykovs@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: топливо, детонация, дозвуковой поток, камера сгорания, структура течения.
Страницы: 93-104

Аннотация >>
Экспериментально показана принципиальная возможность реализации управляемого горения дозвукового потока топливной смеси в продольных пульсирующих и спиновых детонационных волнах. Рассмотрены условия и причины существования детонационных волн.


13.
Лазерное инициирование взрывчатых составов на основе ди-(3-гидразино-4-амино-1,2,3-триазол)-медь (II) перхлората

А. В. Чернай, В. В. Соболев, В. А. Чернай, М. А. Илюшин*, А. Длугашек**
Национальный горный университет, 49027 Днепропетровск, Украина, sobolevV@nmu.org.ua
*Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет),
198013 Санкт-Петербург
**Институт оптоэлектроники Военно-технической академии республики Польша,
01-489 Варшава, Польша
Ключевые слова: лазерное инициирование, задержка зажигания, взрывчатый состав, лазерный моноимпульс, оптические микронеоднородности, горение, детонация, очаг зажигания
Страницы: 105-110

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования лазерного инициирования взрывчатых составов на основе ди-(3-гидразино-4-амино-1,2,3-триазол)-медь (II) перхлората. Получены зависимости чувствительности составов от концентрации прозрачного для излучения связующего материала и от диаметра пятна облучения, а также временные зависимости задержки зажигания. Предложен механизм инициирования, основанный на представлениях о деформационной неустойчивости взрывчатого состава, вызванной локальным разогревом оптических микронеоднородностей.


14.
Применение гидродинамической модели Cкотта для анализа результатов копровых испытаний образцов взрывчатых веществ

О. Ф. Шлёнский, Е. С. Соколов-Бородкин
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева,
125047 Москва mechan@muctr.edu.ru
Ключевые слова: :течение, неньютоновская жидкость, жидкие ВВ, чувствительность к удару
Страницы: 111-119

Аннотация >>
Решение гидродинамической задачи о течении неньютоновской среды между двумя сближающимися параллельными дисками, ранее полученное Скоттом, использовано для определения параметров деформирования и воспламенения образцов взрывчатых веществ при ударе на копре на нижнем пороге их чувствительности.


15.
О существовании критических условий цепно-теплового взрыва в пламенах

В. А. Бунев, В. В. Замащиков
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, bunev@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: цепно-тепловой взрыв, кинетический режим, распространение пламени, конвективный предел
Страницы: 120-126

Аннотация >>
Обсуждается реальность существования двух кинетических режимов и критических условий цепно-теплового взрыва при волновом распространении пламени по смесям водород — воздух и метан — воздух. Показано, что экспериментальные данные не подтверждают реальность двух кинетических режимов. Имеют место два режима сгорания горючих смесей в условиях замкнутого сосуда в гравитационном поле, не связанные с кинетическими особенностями.


16.
Кинетические режимы развившегося цепного горения

В. В. Азатян, И. А. Болодьян*, С. Н. Копылов*, Н. М. Рубцов, Ю. Н. Шебеко*
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН,
142432 Черноголовка azatyan@ism.ac.ru
*Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России,
143900 Балашиха
Ключевые слова: конкуренция разветвления и обрыва реакционных цепей, ингибирование, цепно-тепловой взрыв, цепная лавина, воспламенение
Страницы: 127-137

Аннотация >>
Показано, что цепно-тепловой взрыв является неотъемлемым свойством разветвленно-цепного горения, обусловленным одновременным действием цепной лавины и саморазогрева, который в определенных условиях также становится прогрессивно ускоряющимся. Попытка отрицать это явление равносильна отрицанию теплового взрыва. Явление наблюдается также в отсутствие конвекции. Разветвленно-цепной механизм реакции лежит в основе всех режимов газофазного горения водородсодержащих соединений с кислородом. Результатом этого являются ингибирование и промотирование распространения пламени, указывающие на необходимость учета конкуренции разветвления и обрыва реакционных цепей.