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

2004 год, номер 2

1.
Анализ критических условий зажигания газовзвеси нагретым телом при импульсном подводе энергии

Б. С. Сеплярский, Т. П. Ивлева
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
sepl@ism.ac.ru
Ключевые слова: зажигание, газовзвесь, критические условия, длительность импульса, приближенный анализ, численные расчеты.
Страницы: 3-12

Аннотация >>
С помощью численных и приближенных методов определены критические условия зажигания газовзвеси твердых частиц нагретым телом при импульсном подводе энергии. Показано, что в кинетическом (однотемпературном) режиме зажигания критическая длительность теплового импульса равна времени установления нулевого градиента на границе нагреватель —газовзвесь. В диффузионном (двухтемпературном) режиме зажигания (малые значения коэффициента теплообмена частиц с газом) критическая длительность теплового импульса существенно меньше времени установления нулевого градиента. Установлено, что значение критического времени теплового импульса определяется из равенства времен полного выгорания частиц на границе нагреватель — газовзвесь и повторного нагрева газа до температуры перехода реакции окисления частиц в диффузионный режим реагирования. Предложен приближенный метод расчета критической длительности теплового импульса для диффузионного режима зажигания. С помощью численных расчетов установлено, что минимальное время выхода на высокотемпературный режим горения достигается при продолжительности теплового импульса, равной времени установления нулевого градиента давления на границе нагреватель — газовзвесь.


2.
Моделирование динамики газового взрыва в невентилируемом сосуде методом крупных вихрей

Д. В. Макаров, В. В. Мольков
Institute of Fire Safety Engineering Research and Technology (FireSERT), University of Ulster, BT37 0QB,
Belfast, UK, v.molkov@ulster.ac.uk
Ключевые слова: газовый взрыв, метод крупных вихрей, водород, горение
Страницы: 13-23

Аннотация >>
Разработана модель динамики газового взрыва в невентилируемом сосуде, и приведены результаты расчета горения начально-неподвижной стехиометрической водородовоздушной смеси в сферическом сосуде объемом 6,37 м3. Модель основана на использовании метода крупных вихрей для моделирования турбулентности и градиентного метода моделирования горения предварительно перемешанных реагентов. Предложен метод для снижения расчетной толщины фронта пламени, обсуждаются результаты его применения. Для достижения вычислительной эффективности использовалась процедура адаптации расчетной сетки к решению задачи. Расчетная динамика давления хорошо совпадает с опубликованными экспериментальными данными, а скорость фронта пламени — с результатами расчета по модели сосредоточенных параметров для того же эксперимента.


3.
Воспламенение капель β-азидоэтанола в воздухе

В. В. Головко, А. К. Копейка, Е. А. Никитина
Одесский национальный университет им. И. И. Мечникова,65026 Одесса, Украина, kopeika@ukr.net
Ключевые слова: воспламенение, кинетика химической реакции, время задержки воспламенения, энергия активации, взрывчатое вещество,азидоэтанол
Страницы: 24-28

Аннотация >>
Исследовалось поведение капли жидкого взрывчатого вещества — β-азидоэтанола — в нагретой воздушной среде. Показано, что процесс воспламенения капли протекает газофазно и лимитируется тепловыделением реакции окисления паров азидоэтанола. По мере удаления от предела воспламенения при повышении температуры среды возрастает роль реакции термического разложения молекул этого вещества. В интервале температур среды 560÷620 К воспламенение капли определяется кинетикой параллельно протекающих реакций — газофазного окисления и термического разложения азидоэтанола.


4.
Тепловой взрыв полого цилиндра при граничных условиях третьего рода

Р. Ш. Гайнутдинов
Казанский государственный технологический университет,
420015 Казань, sertificat@radiotelecom.ru
Ключевые слова: тепловой взрыв, обратный метод, масштабная температура, критерий теплового взрыва, граничные условия
Страницы: 29-32

Аннотация >>
Дано решение задачи о тепловом взрыве реагента в форме полого цилиндра при граничных условиях третьего рода обратным методом. Предложены методы определения критических параметров в общем и частных случаях. Получены трансцендентные уравнения, через корни которых определяются критические значения параметра Франк-Каменецкого. Приведены результаты численного анализа и даны аппроксимирующие функции для определения критического параметра Франк-Каменецкого в зависимости от числа Био.


5.
Экспериментальное исследование дисперсности конденсированных продуктов сгорания аэровзвеси частиц алюминия

Д. А. Ягодников, Е. И. Гусаченко*
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана,
105005 Москва daj@mx.bmsty.ru
*Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
Ключевые слова: горение, аэровзвесь алюминия, конденсированные продукты сгорания
Страницы: 33-41

Аннотация >>
Исследованы форма, строение частиц и дисперсный состав конденсированных продуктов сгорания аэровзвеси частиц порошкообразного алюминия марок АСД-1, АСД-4 и АСД-6 при коэффициенте избытка окислителя 0,12÷0,4 и начальном давлении 0,05÷0,30 МПа. Субдисперсные частицы оксида алюминия составляют до 90% суммарной массы конденсированных продуктов сгорания. Среднемассовый диаметр частиц 0,15÷0,18 мкм, с повышением давления размер частиц увеличивается. При атмосферном давлении начальная дисперсность порошков алюминия, а также соотношение компонентов в рабочем участке практически не влияют на дисперсность частиц к-фазы. Выполнен сравнительный анализ дисперсного состава частиц к-фазы, образующейся при горении алюминия в различных топливных композициях и установках. Показано, что основное влияние на дисперсный состав оказывают тип топливной композиции, газодинамический процесс горения и условия взаимодействия частиц алюминия между собой и с газовой фазой.


6.
Математическое моделирование спекания ультрадисперсного порошка

Ю. А. Гостеев, А. В. Федоров
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск,
gosteev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: ультрадисперсные порошки, спекание, тепловой взрыв, математическое моделирование.
Страницы: 42-44

Аннотация >>
Предложена точечная математическая модель процесса спекания прессовки ультрадисперсного металлического порошка в режиме теплового взрыва. Определено условие, при котором данный режим реагирования осуществляется. Проведена верификация модели по времени задержки и температуре начала спекания порошка платиновой черни.


7.
Безгазовое горение многослойных биметаллических нанопленок Ti/Al

А. С. Рогачев, А. Э. Григорян, Е. В. Илларионова, И. Г. Канель*, А. Г. Мержанов, А. Н. Носырев*, Н. В. Сачкова, В. И. Хвесюк*, П. А. Цыганков*
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН,
142432 Черноголовка rogachev@ism.ac.ru
*Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, 107005 Москва
Ключевые слова: безгазовое горение, многослойные пленки, наноструктуры, интерметаллиды.
Страницы: 45-51

Аннотация >>
Получены многослойные тонкие пленки Ti/Al методом магнетронного вакуумного напыления. Период микроструктуры варьировался в диапазоне 5÷110 нм, при этом количество слоев составляло 150÷4700, а общая толщина многослойной пленки достигала 15÷20 мкм. Исследовалось безгазовое горение полученных пленок. Обнаружено два вида горения: стационарный и пульсирующий, определены температуры горения при обоих режимах. Показано, что наиболее вероятным механизмом самораспространяющейся реакции является диффузия Al в β-Ti при температуре, близкой к температуре перехода α → β.


8.
Металлохимический анализ реакционного взаимодействия в смеси порошков никеля и алюминия

О. Б. Ковалев, В. А. Неронов
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
630090 Новосибирск, kovalev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: диффузионное взаимодействие, металлохимические реакции, диаграмма состояния, интерметаллические соединения, математическое моделирование
Страницы: 52-60

Аннотация >>
Процессы фазообразования рассматриваются на уровне мезоячейки смеси с использованием диаграммы состояния бинарной системы. Предложены последовательные схемы металлохимических реакций образования и распада интерметаллических соединений в смеси порошков никеля с алюминием. Численно решена задача диффузионного отжига указанной смеси в двух условиях: при постоянной температуре и при температуре, медленно возрастающей по линейному закону.


9.
Особенности электрических явлений в процессах самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

А. И. Кирдяшкин, В. Л. Поляков*, Ю. М. Максимов, В. С. Корогодов*
Томский научный центр СО РАН, 634021 Томск, maks@fisman.tomsk.su
*Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 634050 Томск
Ключевые слова: горение, зажигание, гетерогенные системы, эмиссия,электрическое поле
Страницы: 61-67

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования электронно-ионной эмиссии и кинетических эффектов электрического поля в реакции горения металлических и гибридных гетерогенных систем. На основе результатов зондовых измерений установлено, что при горении происходит неравновесное возбуждение свободных электронов до энергии 150 эВ и периодическая автомодуляция эмиссионного тока. В системе Ni–Al обнаружено снижение температуры зажигания с 950 до 420 К под действием потока электронов и 2–3-кратное увеличение линейной скорости горения в электрическом поле частотой 16 КГц.


10.
Влияние геометрии канала и температуры смеси на переход горения в детонацию в газах

Н. Н. Смирнов, В. Ф. Никитин
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова,
119899 Москва ebifsun1@mech.math.msu.su
Ключевые слова: горение, детонация, газ, турбулентность, переходные процессы
Страницы: 68-83

Аннотация >>
Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса перехода горения в детонацию в смесях углеводородов с воздухом. Рассматривается влияние внутренней геометрии и турбулизации потока, а также температуры и концентрации топлива в несгоревшей смеси на возникновение детонации.


11.
Модельная оценка вязкости продуктов взрыва конденсированных взрывчатых веществ

В. П. Копышев, А. Б. Медведев, В. В. Хрусталев
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607190 Саров, root@gdd.vniief.ru
Ключевые слова: вязкость, уравнение состояния, продукты взрыва
Страницы: 84-93

Аннотация >>
Предложена модель вязкости для смесевых жидкостей и плотных газов, подчиняющихся модифицированному уравнению состояния Ван-дер-Ваальса. Приведены оценки вязкости продуктов взрыва гексогена, тэна и нитрометана в состояниях, реализующихся в детонационных процессах.


12.
Дивакансионная модель инициирования азидов тяжелых металлов

Б. П. Адуев, Э. Д. Алукер, А. Г. Кречетов
Кемеровский государственный университет, 650043 Кемерово, lira@kemsu.ru
Ключевые слова: азиды тяжелых металлов, цепная реакция, инициирование, модель, дивакансия
Страницы: 94-99

Аннотация >>
Описана возможная модель инициирования азидов тяжелых металлов, основывающаяся на представлении реакционных центров как ассоциата катионной и анионной вакансий. Приведены предпосылки построения модели, ее физическая и математическая формулировки. Предложенная модель качественно согласуется с имеющимися экспериментальными данными.


13.
О критериях подобия для подводного взрыва

Б. Е. Гельфанд, К. Такаяма*
Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 117977 Москва, detonation@yahoo.com
*Центр исследований ударных волн, Университет Тохоку, 980-8577 Сендай, Япония
Ключевые слова: подводный взрыв, критерии подобия, характерные параметры взрыва.
Страницы: 100-104

Аннотация >>
Для обобщенного представления пространственно-временных параметров подводного взрыва дополнен ряд безразмерных величин, позволяющих учесть влияние плотности и скорости звука в жидкости на распространение взрывной волны.


14.
Передача пузырьковой детонации через слой инертной жидкости

А. В. Пинаев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, avpin@ngs.ru
Ключевые слова: детонация, пузырьковая среда, газожидкостная среда, ударная волна, уединенная волна, резонансное поглощение
Страницы: 105-110

Аннотация >>
Экспериментально установлена возможность передачи детонации через водяную пробку от одного столба пузырьковой химически активной среды к другому. Определена критическая длина пробки жидкости. Опыты проведены в ударной трубе с пузырьками стехиометрической ацетиленокислородной смеси в воде. Установлен характер затухания пикового давления после выхода волны детонации из пузырьковой среды в жидкость. Показано, что в процессе распространения волны сжатия по дискретной газожидкостной среде профиль давления сохраняет подобие.


15.
Применение распределения гилварри для описания статистики фрагментации твердых тел при динамическом нагружении

В. В. Сильвестров
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск, silver@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: динамическая фрагментация, статистические теории фрагментации
Страницы: 111-124

Аннотация >>
Показано, что распределение Гилварри хорошо описывает экспериментальные кумулятивные распределения числа и объема (массы) фрагментов от их линейного размера, площади или массы, полученные в экспериментах по динамической фрагментации как хрупких, так и пластичных твердых тел.


16.
Фрагментация стальной сферы при высокоскоростном ударе по тонкому высокопористому экрану

В. В. Сильвестров
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
630090 Новосибирск, silver@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: высокоскоростной удар, фрагментация, стальная сфера
Страницы: 125-142

Аннотация >>
Получено распределение по размеру числа фрагментов, возникающих при разрушении стальной частицы при ударе по нормали по тонкому экрану со скоростью 2,5÷7,3 км/с. Для уменьшения числа крупных фрагментов экрана в запреградном облаке осколков использованы высокопористые пластинки из мелкодисперсного порошка меди. При увеличении давления соударения от 30 до 160 ГПа происходит изменение характера фрагментации стального ударника: от нерегулярной фрагментации вблизи порога разрушения частицы до более однородного разрушения при максимальной скорости удара. Основной результат эксперимента — при уменьшении размера фрагментов плотность распределения числа фрагментов увеличивается и не стремится к нулю. Выполнен анализ данных в рамках экспоненциальных распределений Грэди и Гилварри.