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

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Физика горения и взрыва

2006 год, номер 1

1.
Горение слоевых топлив (обзор). 2. Теоретические исследования

Р. П. Фитцжеральд, М. К. Брюстер
Иллинойский университет, 61801 Урбана-Шампейн, США, brewster@uiuc.edu
Ключевые слова: слоевые топлива, моделирование, горение
Страницы: 3-25

Аннотация >>
Проведен обзор теоретических исследований по горению слоевых образцов твердых топлив. Детализированы цель и принимаемые упрощения при исследовании горения гетерогенных топлив с помощью представления в виде системы слоев компонентов. Во второй части обзорной статьи изложены: 1) представления о горении слоев на основе аналитического и численного описания многочисленных аспектов общей теоретической проблемы, 2) обоснования теоретических описаний путем сравнения результатов расчетов с соответствующими экспериментальными данными. Следует отметить, что, несмотря на наличие большого объема двумерных экспериментальных данных, которые могут быть использованы для проверки теоретических моделей, и множества теоретических описаний, лишь в редких случаях проведены требуемые сравнения. Практически в настоящее время ни одна модель не получила обоснования через достаточно подробное сравнение с экспериментальными результатами.


2.
Сравнительный анализ трех математических моделей воспламенения водорода

И. А. Бедарев, А. В. Федоров
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск, fedorov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: воспламенение водорода, время задержки воспламенения, ударные волны, математическое моделирование, неравновесная газодинамика.
Страницы: 26-33

Аннотация >>
Выполнен анализ трех моделей химической кинетики горения водорода в кислороде и трех газодинамических моделей течения реагирующей смеси за фронтом инициирующей ударной волны. Проведено сравнение данных расчета с экспериментом по зависимостям времени задержки воспламенения от температуры. Показана значимость выбора критерия, по которому определяется время задержки воспламенения при сравнении с экспериментальными данными. Численный анализ трех кинетических схем воспламенения водорода показал, что схема c 38 реакциями восьми компонентов наилучшим образом описывает экспериментальные данные в диапазоне температур 1000÷2800 К.


3.
Исследование оптическим методом процесса вибрационного горения водорода в трубах

С. Г. Миронов, А. В. Потапкин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск,
potapkin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: водород, вибрационное горение, эжектируемый поток воздуха, оптический метод измерения
Страницы: 34-38

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных исследований процесса вибрационного горения водорода в эжектируемом потоке воздуха в кварцевых трубах. Исследования выполнены с помощью оптической системы, позволяющей регистрировать интенсивность свечения радикалов ОН в водородном факеле. По результатам измерений найдено положение зон локального тепловыделения.


4.
Влияние начальной турбулентности на процессы воспламенения, горения и стабилизации пламени в потоке газовзвеси

А. Г. Егоров, Д. А. Павлов
Тольяттинский государственный университет, 445667 Тольятти, butch-den@yandex.ru
Ключевые слова: турбулентность, стабилизация пламени, камера сгорания, воспламенение, газовзвесь
Страницы: 39-48

Аннотация >>
Исследовано влияние начальной турбулентности потока алюминиево-воздушной смеси и размера частиц алюминия на процессы воспламенения, горения и стабилизации пламени в камере сгорания с внезапным расширением.


5.
Влияние неперемешанности в больших вихревых структурах на воспламенение и горение турбулентных струй горючего в сверхзвуковом потоке

О. М. Колесников
Центральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. Жуковского, 140160 Жуковский
citro11@mail.cnt.ru
Ключевые слова: горение, турбулентность, неперемешанность, большие вихри, численное моделирование, сверхзвуковой поток
Страницы: 49-58

Аннотация >>
Представлены метод и результаты расчета влияния неперемешанности в больших вихревых структурах, порожденных неустойчивостью контактного разрыва, на воспламенение и горение турбулентных струй горючего в сверхзвуковом потоке. Базовая система уравнений — осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье — Стокса. Влияние неперемешанности на скорости химических реакций воспроизводится с использованием генератора случайных чисел, настроенного в соответствии с вычисляемой в каждом узле расчетной сетки вероятностью возникновения благоприятных условий для протекания химических реакций. В качестве примера рассмотрена задача о горении плоской струи водорода, выдуваемой в сверхзвуковой поток вдоль поверхности пластины. Показано, что в случае, когда исходные параметры потока и струи благоприятны для самовоспламенения, учет неперемешанности приводит к замедлению тепловыделения, появлению пульсаций давления и температуры. Когда параметры приближаются к границе самовоспламенения, эти пульсации возрастают и горение становится прерывистым.


6.
Метод исследования взаимодействия диспергированной воды с пламенем

Ю. В. Алеханов2, М. В. Близнецов1, Ю. А. Власов1, С. И. Герасимов1, В. И. Дудин1, А. Е. Левушов1,2, А. И. Логвинов1,2, С. А. Ломтев2, В. В. Мармышев1, Е. Е. Мешков1,2, Ю. К. Семенов1, С. В. Цыкин1
1РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607190 Саров. 2Саровский государственный физико-технический институт, 607188 Саров, meshkov@sarfti.sarov.ru
Ключевые слова: диспергированная вода, пламя, тушение пожаров, лабораторные эксперименты
Страницы: 57-64

Аннотация >>
Описан лабораторный метод исследования гашения пламени облаком диспергированной воды, создаваемым электрическим взрывом проволочки в цилиндрической тонкостенной стеклянной ампуле, заполненной водой. Приведены результаты экспериментов. Представлены также результаты численного моделирования выполненных экспериментов.


7.
Модель паровоздушной газификации твердого горючего в фильтрационном режиме

Е. А. Салганский, В. П. Фурсов, С. В. Глазов, М. В. Салганская, Г. Б. Манелис
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, sea@icp.ac.ru
Ключевые слова: сверхадиабатический режим горения, фильтрационное горение, газификация твердого топлива, тепловая волна, пористая среда
Страницы: 65-72

Аннотация >>
Предложена двухтемпературная математическая модель стационарного фильтрационного горения твердого топлива в открытых системах. В качестве газообразного окислителя рассматривались воздух и его смесь с парами воды. Модель учитывает зависимость теплоемкостей фаз от температуры и состава, конечность длины реактора и позволяет рассчитывать состав газообразных продуктов сгорания. Представлены результаты расчетов газификации смеси углерода с инертным компонентом. Показано, что термодинамический расчет важен для оценки сверху КПД газификации. В режиме переходных волн горения даже достаточно длинный реактор становится “коротким”, что приводит к увеличению выноса тепла продуктами реакции и, как следствие, к уменьшению КПД процесса.


8.
Термическое разложение полинитросоединений в неизотермических условиях

Р. С. Степанов, Л. А. Круглякова, А. М. Астахов
Сибирский государственный технологический университет, 660049 Красноярск, alexastachov@mail.ru
Ключевые слова: термическое разложение, геминальные тринитросоединения, компенсационный эффект, характеристические температуры
Страницы: 73-77

Аннотация >>
Исследовано влияние химического строения на термостабильность полифункциональных геминальных тринитросоединений. Определены характеристические температуры и активационные параметры термораспада. В зависимости от строения соединений скорость распада изменяется более чем на два порядка, что обусловлено не только влиянием заместителей, но и разными механизмами лимитирующей стадии процесса.


9.
Численное исследование формирования детонационной волны при обтекании клина сверхзвуковым потоком смеси H2/O2 с неравновесно возбужденными молекулярными колебаниями реагентов

Л. В. Безгин, В. И. Копченов, А. М. Старик, Н. С. Титова
Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова, 111116 Москва, star@ciam.ru
Ключевые слова: сверхзвуковой поток, детонационная волна, смесь водород — кислород, колебательно-возбужденные молекулы
Страницы: 78-86

Аннотация >>
Анализируются особенности формирования наклонной детонационной волны при обтекании плоского клина сверхзвуковым потоком водородно-кислородной смеси. Показано, что предварительное возбуждение молекулярных колебаний H2 приводит к заметному (в несколько раз) сокращению длины зоны индукции и расстояния, на котором происходит образование детонационной волны. Установлено, что эти эффекты проявляются даже при возбуждении молекул H2 в узкой приосевой области потока и обусловлены интенсификацией цепных реакций в смеси H2/O2 (воздух) вследствие присутствия в потоке колебательно-возбужденных молекул водорода.


10.
Уравнение состояния продуктов взрыва на основе модифицированной модели Ван-дер-Ваальса

В. П. Копышев, А. Б. Медведев, В. В. Хрусталев
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607190 Саров, root@gdd.vniief.ru
Ключевые слова: уравнение состояния, продукты взрыва, детонация, графит, алмаз
Страницы: 87-99

Аннотация >>
Предложена полуэмпирическая модель уравнения состояния взрывчатых веществ в области давлений и температур, характерных для детонационных процессов. Предусмотрена возможность образования в газе твердых фаз (например, графита или алмаза). По модели можно рассчитывать все термодинамические величины для любого молекулярного состава, а также рассчитывать термодинамически равновесный молекулярный (и фазовый) состав. Предложена итерационная схема расчетов. Модель содержит несколько эмпирических функций, вид которых можно менять, не нарушая общей расчетной схемы. В качестве иллюстрации рассмотрен один конкретный набор этих функций. Приведены некоторые результаты расчетов для ряда взрывчатых веществ, содержащих четыре элемента (C, H, N, O). Результаты расчетов сопоставлены с экспериментальными данными.


11.
Эффективность действия флегматизаторов во взрывчатых составах при механических нагрузках

Н. П. Логинов, С. Н. Суркова
Самарский государственный технический университет, 443010 Самара, fctpm@samgtu.ru
Ключевые слова: флегматизация, нитроамины, чувствительность, реакция, разложение, удар, трение, вибрация
Страницы: 100-105

Аннотация >>
Исследован механизм действия флегматизаторов во флегматизированных нитроаминах при механических нагрузках. Рассмотрены существующие представления о влиянии флегматизаторов на чувствительность высокоэнергетических материалов к удару, трению, вибрации, и отмечена недостаточность экспериментальных доказательств этого влияния. Приведены результаты экспериментов по оценке флегматизирующего эффекта у октогена с различными флегматизаторами.


12.
К вопросу о кинетике и механизме взрывного разложения азидов тяжелых металлов

В. И. Корепанов, В. М. Лисицын, В. И. Олешко, В. П. Ципилев
Томский политехнический университет, 634050 Томск, lisitsyn@tpu.ru
Ключевые слова: азиды тяжелых металлов, лазерное зажигание, кинетика, механизмы инициирования
Страницы: 106-119

Аннотация >>
Экспериментально исследованы процессы взрывного разложения азидов тяжелых металлов при лазерном импульсном возбуждении в широком диапазоне уровней воздействия (от пороговых до 100-кратного превышения энергетического порога зажигания) и временном интервале, охватывающем индукционный период, быстрое взрывное разложение и разлет продуктов детонации. Изучены взрывное свечение и динамика разлета продуктов разложения в воздухе и вакууме, измерены скорости фронта волны взрывного разложения, импульса сжатия и разлета продуктов взрыва. На основе полученных результатов обсуждается возможность существования предвзрывных явлений, сделан анализ механизмов лазерного инициирования азидов тяжелых металлов.


13.
Исследование взаимодействия алюминия с продуктами детонации

С. Д. Гилев, В. Ф. Анисичкин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, gilev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: конденсированные взрывчатые вещества, металлическая добавка, металлизированные взрывчатые вещества, алюминий, химическая реакция, окисление, электропроводность
Страницы: 120-129

Аннотация >>
Для исследования взаимодействия алюминия с продуктами детонации конденсированных взрывчатых веществ использованы метод электропроводности и анализ сохраненных продуктов взрыва. Электропроводность смесей октоген/Al, гексоген/Al неоднородна; непосредственно к фронту детонации примыкает область максимальной электропроводности, при удалении от фронта электропроводность уменьшается. При падении волны на стенку электрическое сопротивление смесевого взрывчатого вещества возрастает, что свидетельствует об исчезновении высокопроводящей зоны. Найдены электропроводность, сопротивление проводящей зоны, а также время роста сопротивления в зависимости от размера частиц добавки. Полученные результаты свидетельствуют о реакции металлической добавки с продуктами детонации в микросекундном диапазоне времен. Анализ конденсированных продуктов взрыва показал, что реакция алюминия с продуктами детонации протекает на поверхности частиц. Получены оценки количества прореагировавшего алюминия и толщины оксидного слоя.


14.
Твердофазный синтез ZnTe в ударных волнах

Д. Л. Гурьев, Ю. А. Гордополов*, С. С. Бацанов
Центр высоких динамических давлений, ВНИИФТРИ, 141570 Менделеево, gur@mendeleevo.ru. *Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
Ключевые слова: ударная волна, химическая реакция, твердофазная детонация, гетерогенная смесь, цинк — теллур
Страницы: 130-137

Аннотация >>
Измерены скорости фронта ударных волн в стехиометрической гетерогенной смеси цинк — теллур в цилиндрических ампулах при нормальной и повышенной температурах. В диапазоне температур предварительного разогрева 150 ÷ 300 °С обнаружено увеличение скорости сильной ударной волны на 0.91 км/с, что объясняется протеканием экзотермической реакции в зоне высокого динамического давления с увеличением удельного объема. Зарегистрировано увеличение средней скорости слабой ударной волны на 0.31 км/с в дальней зоне реакционной ячейки с ростом температуры предварительного разогрева стехиометрической смеси Zn—Te на 150 °С. Рентгеноструктурный анализ сохраненных продуктов показал практически полное превращение реагентов с образованием кубической фазы ZnTe. Проведены теоретические расчеты ускорения скорости фронта ударной волны за счет реакции в смеси Zn—Te. Предполагается существование режима твердофазной детонации в данной смеси.