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

2007 год, номер 6

1.
Метод меченых атомов в численном моделировании процессов горения

В. А. Бунев, А. В. Бакланов, И. Г. Намятов, В. В. Замащиков,В. С. Бабкин
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск,
bunev@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: метод меченых атомов, численное моделирование, ламинарное пламя, ингибирование, селективность окисления, инертные добавки, сверхадиабатические температуры пламени.
Страницы: 3-12

Аннотация >>
Методом меченых атомов проведено численное исследование плоского ламинарного пламени богатых смесей водород — метан — воздух. Показано, что в околопредельной смеси водород имеет некоторое преимущество при окислении кислородом. С приближением к стехиометрическим составам это преимущество уменьшается и затем исчезает. Показано, что меченые добавки Н*2О и СО*2 участвуют в реакциях и метки из этих молекул уходят на другие продукты. Малые добавки СН*4 в смеси полностью реагируют с образованием НН*О, Н*2О, СО, СО2, НН*, Н*2. Приведены количественные данные по распределению меченых атомов в продуктах. Исследовано взаимодействие схем окисления водорода и метана. Показано, что при наличии ограничений на взаимодействие этих схем нормальная скорость пламени увеличивается в 5 ÷7 раз.


2.
Метод оценки абсолютной концентрации радикалов С2H5 и Н в диффузионном пламени углеводородов

Г. А. Махов
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск,
makhov@ns.kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: абсолютные концентрации радикалов, С2H5, Н, ламинарное диффузионное пламя, пропан, диффузия.
Страницы: 13-20

Аннотация >>
Предложен и обоснован метод оценки абсолютной концентрации радикалов С2H5 и Н в диффузионном пламени углеводородов. Получены профили С2H5 и Н на оси пламени. В предлагаемом методе концентрацияС2H5н-бутана путем диффузии и скорости его образования в~реакции рекомбинации двух радикалов С2H5. Концентрация радикала Н определяется из соотношения, которое связывает величину С2H5/H с экспериментально определенными профилями С2H4, С2H6, O2.


3.
Моделирование твердопламенного горения в термически и химически неоднородных средах

Т. П. Ивлева, А. Г. Мержанов
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
tanja@ism.ac.ru
Ключевые слова: фронтальные процессы, скорость горения конденсированных неоднородных сред, спиновые волны
Страницы: 21-30

Аннотация >>
Термически и химически неоднородная среда моделируется набором цилиндров, спрессованных из смеси твердых реагентов, с соосно расположенными цилиндрическими стержнями из инертного материала. Численными методами исследовано изменение скорости распространения волн горения по одному цилиндру в предположении отсутствия теплоотвода от его поверхности. Показано, что с ростом теплопроводности инертного сердечника средняя скорость фронта горения по образцу сначала убывает, а затем возрастает. В области малых скоростей фронта горения получены спиновые волны. Определены закономерности изменения максимальной температуры во фронте горения. Показано, что инертный стержень может служить стоком тепла от горящей шихты; проявляться как разбавление инертной составляющей; способствовать рекуперации тепла и увеличению скорости волны горения. Введение инертного стержня может вести как к дестабилизации распространения волны горения в области устойчивости плоского фронта, так и к стабилизации волны горения в области параметров, где плоский фронт неустойчив.


4.
Капиллярные гидродинамические явления в процессе безгазового горения

А. И. Кирдяшкин, В. Д. Китлер, В. Г. Саламатов, Р. А. Юсупов, Ю. М. Максимов
Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН, 634021 Томск
maks@fisman.tomsk.ru
Ключевые слова: гетерогенные системы, расплавы, капиллярная конвекция, фильтрация, горение
Страницы: 31-39

Аннотация >>
На основе экспериментальных данных, полученных путем видеосъемки, локальной динамической пирометрии, исследования закалочных структур, проведен анализ капиллярных эффектов градиентной фильтрации и микротечений расплавов в волне горения гетерогенных систем. На примере порошковых смесей Ti—B—Cu, FeO—Al—Al2O3, Ni—Al, Ti—Ni и модельных биметаллических композиций установлены взаимосвязи параметров конвективных явлений с динамикой горения, а также механизм интенсификации гетерогенного взаимодействия горения расплавами.


5.
Влияние перегрузок на агломерацию частиц алюминия при горении смесевых твердых топлив

С. А. Рашковский
Институт проблем механики РАН, 119526 Москва, rash@ipmnet.ru
Ключевые слова: смесевое ракетное топливо, горение, агломерация алюминия, статистическое моделирование, метод Монте-Карло, функция распределения, среднемассовые размеры.
Страницы: 40-50

Аннотация >>
В рамках статистической модели агломерации алюминия исследовано влияние нормальных перегрузок на формирование агломератов и их функцию распределения. Проведено параметрическое исследование агломерации алюминия при разных значениях нормальных перегрузок. Разработанная теория предсказывает новый эффект — немонотонную зависимость среднемассовых размеров агломератов, покидающих поверхность горения, от величины нормальных перегрузок: при малых и умеренных перегрузках среднемассовый размер агломератов может увеличиваться с ростом перегрузок, при больших — уменьшаться; в последнем случае распределение агломератов по размерам сужается и становится более стабильным.


6.
Mеханизм и закономерности горения смесевых твердых топлив с охладителем

В. А. Струнин1, А. В. Федорычев2, С. В. Гунин2, А. Н. Ключников2, Ю. М. Милёхин2, Г. Б. Манелис1
1Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, manelis@icp.ac.ru
2ФГУП «Федеральный центр двойных технологий “Союз”
Ключевые слова: моделирование и регулирование горения, смесевое топливо, охладитель
Страницы: 51-60

Аннотация >>
Рассмотрена модель горения композиции, состоящей из квазигомогенного смесевого топлива (матрицы) и частиц охладителя. Модель базируется на ведущей роли экзотермического разложения матрицы и охлаждающем влиянии второго компонента путем поперечного теплообмена между ними в конденсированной и газовой фазах. Получены и проанализированы формулы для характеристик горения: температуры, скорости горения, чувствительности ее к давлению и начальной температуры. Расчетные зависимости этих характеристик от давления, дисперсности, концентрации и тепловых эффектов разложения компонентов показали, что в определенном диапазоне параметров реализуются переходные режимы с более сильной зависимостью скорости от давления, чем у исходного топлива. Предложен алгоритм и проведена параметрическая идентификация модели по экспериментальным данным.


7.
Исследование фазового состава продуктов горения термитных смесей, модифицированных оксидом титана

В. П. Кобяков, Д. Ю. Ковалёв
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
koba@ism.ac.ru
Ключевые слова: термитная смесь, горение, рентгенофазовый анализ продуктов горения
Страницы: 61-68

Аннотация >>
Проведено исследование продуктов фронтального горения порошковых смесей композиционной термитной системы Fe2O3/TiO2/Al при различных соотношениях компонентов. Обсуждены различия в составе продуктов горения. Предложен вероятный механизм их формирования. Высказаны соображения по использованию полученных результатов для практических целей.


8.
Особенности термического разложения перхлората аммония, подвергнутого воздействию γ-излучения

А. А. Коптелов, Ю. М. Милёхин
Федеральный центр двойных технологий «Союз», 140090 Дзержинский, fcdt@monnet.ru
Ключевые слова: перхлорат аммония, γ-излучение, термическое разложение, тепловые эффекты, кинетические параметры

Аннотация >>
Приведены результаты исследования термического разложения исходных и облученных γ-квантами 60Со образцов перхлората аммония (ПХА) методами дифференциальной сканирующей калориметрии и динамической термогравиметрии при скоростях нагрева b = 0.1 ÷ 0.3 К/с. Облучение проводили на воздухе при температуре 298 ± 2 К и мощности дозы ≈ 0.2 Гр/с в диапазоне поглощенных доз D = 0 ÷ 150 кГр. Показано, что предварительное облучение существенно трансформирует картину термического разложения ПХА в динамическом режиме нагрева: одностадийный процесс разложения необлученных образцов, протекающий при b = 0.107 К/с в диапазоне температур 625 ÷ 743 К, сменяется многостадийным. При D = 150 кГр экзотермические превращения, сопровождающиеся заметной потерей массы образцов, наблюдаются начиная с 473 К. Установлено, что в пределах экспериментальных погрешностей суммарный тепловой эффект разложения ПХА не зависит от поглощенной дозы и составляет в среднем -1150 кДж/кг.


9.
Неполнота превращения в бегущей волне полимеризации при наличии теплоотвода

Ю. И. Бабенко
ФГУП РНЦ "Прикладная химия", 197198 Санкт-Петербург, babenko@npd.ioffe.ru
Ключевые слова: полимеризация, горение, конверсия, неполнота превращения
Страницы: 75-77

Аннотация >>
Исследуется процесс стационарного распространения волны полимеризации в бесконечном массиве. Предполагается, что закон тепловыделения задается усеченной функцией Аррениуса. Показано, что при наличии теплоотвода полное превращение вещества невозможно.


10.
Влияние радиационной обработки на кинетику взрывной проводимости азидов тяжелых металлов

Э. Д. Алукер1, Е. А. Живов1, А. Г. Кречетов1, А. Ю. Митрофанов1, Д. Р. Нурмухаметов2
1Кемеровский государственный университет, 650043 Кемерово, lira@kemsu.ru
2Кемеровский филиал Института химии твердого тела и механохимии СО РАН, 650099 Кемерово
Ключевые слова: азиды тяжелых металлов, предвзрывные явления, чувствительность к взрыву
Страницы: 78-83

Аннотация >>
Исследовано влияние предварительного облучения на кинетику взрывной проводимости нитевидных кристаллов азида серебра и свинца при лазерном инициировании. Показано, что зависимость скорости реакции взрывного разложения азида свинца от дозы облучения имеет немонотонный характер: рост скорости в области малых доз (десятки тысяч радиан) и спад в области больших доз (сотни тысяч радиан). Полученные результаты проанализированы в рамках предложенной ранее модели перезарядки реакционных центров при инициировании. Делается вывод о возможности использования этой модели для описания влияния радиационной обработки на начальные стадии взрывного разложения.


11.
Условия инициирования детонации при фокусировке ударных волн в горючей газовой смеси

С. В. Хомик, С. П. Медведев, А. Н. Поленов, Б. Е. Гельфанд
Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 119991 Москва,
khomik@polymer.chph.ras.ru
Ключевые слова: фокусировка ударных волн, инициирование, детонация газовой смеси
Страницы: 84-89

Аннотация >>
На основе экспериментов по фокусировке ударных волн в водородовоздушных смесях и имеющихся в литературе данных построена зависимость критического числа Маха ударной волны, при котором происходит инициирование детонации в области вершины вогнутого отражателя, от размеров отражателя и реакционной способности смеси. Исследовано влияние формы и размеров отражателя на значение этого числа Маха.


12.
Детонационные свойства синтез-газа

А. А. Васильев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск,
gasdet@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: горение, детонация, синтез-газ, инициирование, критическая энергия
Страницы: 90-96

Аннотация >>
Представлены результаты измерений параметров горения и детонации смесей синтез-газа с кислородом и воздухом при варьировании в~широких диапазонах соотношений между оксидом углерода и водородом и между топливными компонентами и окислителем. Определены значения критической энергии инициирования детонации.


13.
Неклассические режимы стационарной детонации в прессованном TNETB

С. А. Колесников, А. В. Уткин
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, ksa@icp.ac.ru
Ключевые слова: детонация, прессованные ВВ, лазерная интерферометрия, TNETB
Страницы: 97-103

Аннотация >>
С использованием интерферометра VISAR исследованы зоны реакции и зависимость скорости стационарных детонационных волн от начальной плотности прессованного TNETB. Показано, что существует интервал начальных плотностей TNETB 1.56 ÷ 1 . 77 г/см3, в котором возможно распространение стационарной детонационной волны без предсказываемой классической теорией области повышенных давлений в зоне реакции (химпика). На зависимости скорости детонации от начальной плотности обнаружены особенности, свидетельствующие о возможной реализации в этом интервале начальных плотностей стационарного недосжатого режима. На основе известных теоретических представлений об очаговом механизме разложения гетерогенных взрывчатых веществ показано, что возможность существования стационарной детонационной волны без химпика, в том числе и стационарного недосжатого детонационного режима, а также влияние внутренней структуры заряда на реализующийся детонационный режим объясняются разложением взрывчатых веществ во фронте ударной волны.


14.
Пузырьковая детонация — самоподдерживающаяся уединенная волна с энерговыделением

А. В. Пинаев1, И. И. Кочетков2
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, avpin@ngs.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск, kii@gorodok.net
Ключевые слова: пузырьковая детонация, уединенная волна, солитон, пузырьковая среда
Страницы: 104-111

Аннотация >>
Из проделанных ранее экспериментов следует, что волна пузырьковой детонации является резонансом или самоподдерживающейся уединенной волной в пузырьковой среде. В качестве теоретической модели пузырьковой детонации рассмотрена модель уединенной волны с выделением энергии в пузырьках. Показано, что уравнение, описывающее уединенную волну малой амплитуды, является аналогом нелинейного уравнения Буссинеска четвертого порядка. При сопоставлении полученного решения с осредненными экспериментальными профилями давления установлено, что аналитическое решение пригодно для описания волн пузырьковой детонации с конечной амплитудой давления. В предложенной модели время действия области сжатия уединенной волны на отдельный пузырек в несколько раз превышает период его колебания. Этот результат соответствует эксперименту и подтверждает наличие коллективного резонансного эффекта в пузырьковой среде. Показано удовлетворительное согласие экспериментальных и теоретических профилей давления, а также протяженности и корости волны пузырьковой детонации.


15.
Расчет процесса детонационно-газового напыления

Т. П. Гавриленко, Ю. А. Николаев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск,
nikolaev_@akadem.org
Ключевые слова: расчет, детонация, напыление
Страницы: 112-120

Аннотация >>
Представлена модель процессов в стволе детонационной установки для напыления порошковых покрытий, учитывающая переменный состав рабочих газов в стволе. Показано, что вариация объема смесителя газов является действенным средством стабилизации параметров частиц и свойств покрытий при использовании порошков широких фракций, а предлагаемая программа — удобным инструментом для прогнозирования свойств покрытий.


16.
Моделирование воздействия взрывной волны на летящий деформируемый самолет

Э. Каррера, В. Морелло, Д. Валлетти, Ф. Алгостино
Политехническая школа, 10129 Турин, Италия, erasmo.carrera@polito.it
Ключевые слова: аэронавтика, компьютерное моделирование действия взрывной волны на деформируемый самолет, взаимодействие жидкость — структура
Страницы: 121-130

Аннотация >>
Приведены результаты численного моделирования воздействия взрывных волн на летящий деформируемый самолет коммерческого типа. Явный трехмерный, динамический, нелинейный, связанный анализ выполнен при помощи программного пакета MSC.Dytran. Для моделирования структурных элементов использована сетка Лагранжа, для окружающей среды — сетка Эйлера. В основе гидродинамического расчетного модуля лежит подход Эйлера и метод конечного объема для дискретизации основных уравнений. Метод конечных элементов применен для дискретизации структурных элементов. Рассмотрено динамическое взаимодействие связанных взрывных волн с простой панелью и объемной структурой крыла. Проанализирована вибрация самолета в целом, обусловленная его полной гибкостью. Анализ показал, что подобное исследование может быть использовано для расчета нагрузок на самолет при различном начальном положении точки взрыва и различном количестве взрывчатого вещества. Данный метод исследования полезен для улучшения проекта самолета с целью повышения его стойкости к действию взрывных явлений, для моделирования катастроф самолетов и лучшего понимания их причин.