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

2008 год, номер 1

1.
Аналитическое и численное моделирование сферического диффузионного микропламени

Р. В. Фурсенко1,2, С. С. Минаев1,К. С. Чанг2, Е. С. Чао2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск; minaev@itam.nsc.ru.
2Департамент аэронавтики и астронавтики, Национальный университет Ченг-Кунг, Тайнань,
Тайвань, Китайская Республика
Ключевые слова: теория горения, диффузионное пламя, микропламена.
Страницы: 3-11

Аннотация >>
Предложена математическая модель сферического диффузионного пламени с теплопотерями, учитывающая неполноту сгорания. Теоретически исследовано влияние теплопотерь и массового расхода горючего на величину недогорания реагентов, радиус и температуру пламени. Выполнено численное моделирование диффузионного микропламени с одностадийным механизмом химической реакции. В отличие от предыдущих работ, в предлагаемой модели не используется предположение о малой величине теплопотерь. Сравнение полученных результатов с данными, имеющимися в литературе, показывает, что рассматриваемая модель удовлетворительно описывает основные особенности горения диффузионного микропламени.


2.
Влияние добавок триметилфосфата на концентрационные пределы распространения пламени предварительно перемешанной метановоздушной смеси

Д. А. Князьков, С. А. Якимов, О. П. Коробейничев, А. Г. Шмаков
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, knyazkov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: концентрационные пределы распространения пламен, пламя предварительно перемешанной смеси на встречных потоках, фосфорорганические соединения.
Страницы: 12-21

Аннотация >>
Исследовано влияние малых добавок триметилфосфата (ТМФ) на бедный и богатый концентрационные пределы распространения пламени горючей смеси CH4/воздух с использованием горелки со встречными потоками и методом численного моделирования с применением механизмов на основе детальной кинетики. Установлено, что ТМФ сужает концентрационные пределы распространения пламени предварительно перемешанной смеси CHCH4/воздух. Моделирование с использованием ранее разработанной модели ингибирования пламен соединениями фосфора показало, что модель с удовлетворительной точностью описывает экспериментальные результаты по влиянию ТМФ на бедный концентрационный предел.


3.
Влияние постоянного и импульсно-периодического электрического поля на горение пропановоздушной смеси

А. Ф. Гаранин, П. К. Третьяков, А. В. Тупикин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск, lab2@itam.nsc.ru
Ключевые слова: скорость распространения пламени, ламинарный и турбулентный режимы горения, импульсно-периодическое электрическое поле, устойчивость.
Страницы: 22-25

Аннотация >>
Проведено экспериментальное исследование воздействия постоянного и импульсно-периодического электрического поля на горение пропановоздушной смеси. Опыты проводились для ламинарного и турбулентного режимов горения при стабилизации пламени отрывной зоной за центральным телом. Обнаружено различие между воздействием на скорость горения постоянного электрического поля и импульсно-периодического.


4.
Феноменологические характеристики холоднопламенного окисления циклогексана

А. А. Манташян, Ш. Э. Шагинян
Институт химической физики им. А. Б. Налбандяна НАН Республики Армения,
0014 Ереван, adolph@ichph.sci.am
Ключевые слова: холодное пламя циклогексана, саморазогрев, пределы по давлению, структура пламени.
Страницы: 26-28

Аннотация >>
Изучены феноменологические характеристики холодных пламен циклогексана. Показано, что в отличие от алканов и алкенов они возникают при сравнительно низких температурах (начиная с T ≈ 230 °) и низких давлениях (меньше 10 Торр при T = 290 °). Определена температурная зависимость нижнего предела холодного пламени по давлению. Установлено, что его вспышка в зависимости от условий (p, T, С6Н12 : О2) характеризуется резким подъемом и спадом температуры ΔT или несколькими накладывающимися друг на друга пиками. Изучена зависимость структуры вспышки холодного пламени (по ΔT) от содержания кислорода в реагирующей смеси. Показано, что возникающее при окислении циклогексана холодное пламя сопровождается раскрытием кольца и образованием продуктов с меньшим числом атомов углерода. Установлено, что для холодного пламени циклогексана характерен отрицательный температурный коэффициент.


5.
Распространение пламени над поверхностью жидкости в канале ограниченного сечения в условиях набегающего потока воздуха

В. В. Замащиков
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск,
albor@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: пламя над жидкостью, горение в узком канале, термически тонкие и толстые системы.
Страницы: 29-34

Аннотация >>
Экспериментально исследовано распространение волны горения над “мелкой” горючей жидкостью (н-бутанол) при обтекании потоком воздуха. Пламена распространялись с пульсациями, амплитуда которых зависела от скорости набегающего газа. Получены зависимости средней скорости пламени от температуры и скорости набегающего газа. Оказалась, что в пределах экспериментальной ошибки средняя скорость не зависит от глубины жидкости перед пламенем.


6.
Анализ нестационарных моделей горения твердых топлив (обзор)

Л. К. Гусаченко, В. Е. Зарко
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск,
gusachen@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: твердые ракетные топлива, нестационарное горение, математическое моделирование.
Страницы: 35-48

Аннотация >>
Кратко рассмотрены работы по нестационарным моделям горения твердых топлив, выполненные в последние годы. Модели разделены на “чисто одномерные” (классические и “феноменологические” с различными обобщениями подхода Зельдовича) и “неодномеpные”. В качестве последних фигурируют модели с локальной неодномерностью, которая всегда сопровождается локальной нестационарностью и вместе с последней может быть устранена осреднением. Основной недостаток нестационарных моделей горения твердых топлив, который не может быть поставлен в вину их авторам, — тот же, что и в случае стационарных моделей: недостаток детальной информации о химических и физических процессах в конденсированной фазе. Отмечена некорректность распространения “чисто одномерного” подхода на область неустойчивости. Возможные пути развития нестационарных (и квазистационарных) моделей горения твердых топлив для гомогенных составов могут быть связаны с учетом локальной неодномерности и нестационарности, вызванной неустойчивостью зоны подповерхностных реакций, и с проверкой возможности существования “химической” неустойчивости, способной вызвать аналогичную неодномерность и нестационарность.


7.
Структура пламени гексогена при атмосферном давлении

Е. Н. Волков, А. А. Палецкий, О. П. Коробейничев
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск,
korobein@ns.kinetics.nsс.ru
Ключевые слова: структура пламени, гексоген, зондовая молекулярно-пучковая масс-спектрометрия.
Страницы: 49-62

Аннотация >>
Методом зондовой молекулярно-пучковой масс-спектрометрии исследована химическая структура пламени гексогена при давлении 1 атм. В пламени обнаружены пары гексогена, измерен профиль их концентрации в узкой зоне, прилегающей к поверхности горения. Кроме паров гексогена идентифицированы еще 10 веществ (H2, H2O, HCN, N2, CO, CH2O, NO, N2O, CO2 и NO2), измерены профили их концентраций. В пламени гексогена выделены две основные зоны химических реакций. В~первой, узкой зоне шириной 0.15 мм, прилегающей к поверхности горения, происходят разложение паров гексогена и реагирование NO2, N2O и CH2O с образованием HCN и NO. Во второй, широкой зоне шириной 0.85 мм идет реакция окисления HCN оксидом азота с образованием конечных продуктов горения. Проведен анализ состава конечных продуктов горения с энергетической точки зрения. На основе измеренного состава продуктов вблизи поверхности горения определена брутто-реакция газификации гексогена при давлении 1 атм. Проведены анализ и сравнение величин тепловыделения в конденсированной фазе, рассчитанных с помощью брутто-реакции газификации и уравнения теплового баланса на поверхности горения (с использованием данных микротермопарных измерений).


8.
Теоретическое моделирование совместных процессов горения кокса и разложения известняка в печи

В. Ш. Шагапов1,2, М. В. Буркин2
1Институт механики УНЦ РАН, 45054 Уфа
2Стерлитамакский государственный педагогический институт, 453103 Стерлитамак;
max_wbw@fromru.com
Ключевые слова: шихта, горение кокса, печь, разложение известняка, теплообмен, многофазная система.
Страницы: 63-72

Аннотация >>
Представлена одномерная математическая модель процесса обжига известняка и горения кокса в реакторе с учетом кинетики физико-химических превращений. Модель позволяет получить распределения состава газовой фазы, температур твердой и газообразной фаз, массовых расходов по длине печи в зависимости от интенсивности подачи в печь воздуха, сырья и топлива, их начальной температуры, а также дисперсности кокса и известняка.


9.
Фильтрационное горение пористых металлических образцов в газе, разбавленном инертным компонентом

В. Г. Прокофьев, О. А. Бородатов, В. К. Смоляков
1Томский государственный университет, 634050 Томск, pvg@ftf.tsu.ru
2Томский научный центр СО РАН, 634021 Томск
Ключевые слова: фильтрационное горение, смесь газов, зажигание, инертная газовая “пробки”.
Страницы: 73-79

Аннотация >>
Проведено исследование фильтрационного горения пористого слоя при естественной фильтрации окислителя, разбавленного инертным компонентом. Решена задача о зажигании пористого слоя накаленной газопроницаемой поверхностью, определено время зажигания в зависимости от давления в реакторе и начальной пористости образца. Исследовано формирование инертной газовой “пробки”, препятствующей химическому взаимодействию. Показано, что средняя глубина превращения конденсированного реагента в пористом слое зависит от длины образца, пористости, давления газовой смеси и концентрации в ней инертного компонента.


10.
Особенности структурной динамики высокотемпературных металлотермических процессов на примере системы FeO—Al—Al2O3

А. И. Кирдяшкин, В. Д. Китлер, В. Г. Саламатов, Р. А. Юсупов
Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН,
634021 Томск, maks@fisman.tomsk.ru
Ключевые слова: алюмотермическая реакция, гетерогенные системы, расплавы, капиллярная конвекция, горение, фазообразование.
Страницы: 80-84

Аннотация >>
С использованием видеосъемки и локальной пирометрии волны горения порошковой системы FeO—Al—Al2O3 и исследования закаленных продуктов получены новые данные о~динамических характеристиках фазообразования в процессе алюмотермической реакции с участием расплавов. Исследован капиллярный механизм конвективных процессов на стадиях реакционного превращения, сегрегации оксидного и металлического расплавов, формирования пористого продукта взаимодействия.


11.
Численное исследование дифракции ударных волн в каналах переменного сечения в газовзвесях

А. В. Федоров, Ю. В. Кратова, Т. А. Хмель
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск, fedorov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: дифракция ударных волн, двухфазные течения, численное моделирование.
Страницы: 85-95

Аннотация >>
Численно исследована задача о прохождении ударной волной обратного уступа в газовзвеси. Метод расчета тестирован на аналогичной задаче в газе, получено хорошее согласование с известными экспериментальными и расчетными данными. Определено влияние интенсивности ударной волны, массовой загрузки смеси частицами и размера частиц на структуру течения в газовзвеси. Показано, что наибольшее отличие картины течения в двухфазной смеси от соответствующего течения в газе наблюдается в интервале времен, когда характерные размеры образующихся структур сопоставимы с масштабами зон релаксации.


12.
Энергетические аспекты инициирования бытовых газов

А. А. Васильев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск,
Gasdet@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: горение, детонация, критический диаметр дифракции, критические энергии инициирования.
Страницы: 96-101

Аннотация >>
Представлены расчетные и экспериментальные данные о важнейших параметрах горения и детонации этана, пропана и бутана в смеси с кислородом, воздухом при разбавлении их инертными газами и изменении начального давления.


13.
Физическая модель низкоскоростной детонации в пластифицированном октогене

К. Ф. Гребёнкин, М. В. Тараник, С. К. Царенкова, А. С. Шнитко
РФЯЦ, ВНИИ технической физики им. Е. И. Забабахина, 456770 Снежинск,
k.f.grebyonkin@vniitf.ru
Ключевые слова: низкоскоростная детонация, горячие точки, двумерный гидрокод, порог инициирования, боковая разгрузка.
Страницы: 102-112

Аннотация >>
Рассматривается физическая модель низкоскоростной детонации в пластифицированном октогене, согласно которой низкоскоростная детонационная волна представляет собой комплекс из головной слабой ударной волны и следующей за ней волны сжатия. Этот комплекс формируется в результате совместного действия эффектов выделения энергии и разлета реагирующей среды. В двумерных расчетах воспроизведены основные особенности низкоскоростной детонации, наблюдаемые в экспериментах.


14.
Исследование модели термической ионизации продуктов детонации с помощью методов квантовой механики

С.-Л. Ван, Д. Е, Ф. Гу
Центральная лаборатория по разработке технологии получения энергии по методу экологически чистого
сжигания угля, Юго-восточный университет, 210096 Нанкин, провинция Цзянсу, Китай
xinliangwang@seu.edu.cn, fangu@seu.edu.cn
Ключевые слова: детонация, модель ионизации, плазма, электрическая проводимость, неэмпирические методы (ab initio).
Страницы: 113-122

Аннотация >>
Представлена модель термической ионизации продуктов газовой детонации, улучшенная с использованием методов квантовой механики. Основное внимание уделено неэмпирическим квантово-механическим расчетам потенциальной энергии и статистических сумм продуктов детонации, результаты которых затем использовались для решения уравнения Саха для продуктов детонации в термодинамически равновесном состоянии. После этого рассчитывались электропроводность и другие физические параметры продуктов детонации газовых смесей H2/O2 и C2H2/O2. Сравнение результатов расчетов по предложенной модели с результатами расчетов по простой модели термической ионизации, а также с данными экспериментов показало, что рассматриваемая модель обеспечивает лучшее согласие с экспериментальными данными.


15.
Взрывчатые свойства фуроксанов

В. И. Пепекин, Б. Л. Корсунский, Ю. Н. Матюшин
Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 119991 Москва,
kors@polymer.chph.ras.ru
Ключевые слова: взрывчатые вещества, фуроксаны, параметры детонации.
Страницы: 123-129

Аннотация >>
Проведены расчеты детонационных характеристик взрывчатых веществ класса фуроксанов. Показано, что фуроксаны, молекулы которых содержат другие эксплозофорные группы, имеют очень высокие значения параметров детонации. Высокая чувствительность фуроксанов, являющаяся их общим свойством, ценой некоторого снижения мощности может быть нивелирована путем повышения термодинамической стабильности за счет сопряжения фуроксанового цикла с бензольным кольцом и образования водородных связей. Перспективным является также создание на основе фуроксанов взрывчатых составов типа окислитель — горючее.


16.
Расчет скорости звука за фронтом ударной волны в конденсированных средах

В. Ф. Анисичкин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск,
avf@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: конденсированная среда, ударная адиабата, скорость звука.
Страницы: 129-132

Аннотация >>
Предложен метод расчета скорости звука за фронтом ударной волны в конденсированных средах, в котором необходимо знание только ударной адиабаты вещества. Проведено сравнение результатов расчетов с известными экспериментальными данными, которое показывает удовлетворительное их согласие.


17.
Взрывное компактирование меди, упрочненной наночастицами оксида алюминия

Чж. Чжао, С.-Ц. Ли, Х.-Х. Янь, Д.-Х. Лю
Отделение инженерной механики, Технологический университет Дайляна, Государственная лаборатория
структурного анализа индустриального оборудования, 116024 Дайлян, КНР,
zhaozheng@china.com.cn
Ключевые слова: взрывное компактирование, спекание в водороде, медный сплав, наночастицы оксида алюминия.
Страницы: 133-135

Аннотация >>
Рассмотрено получение медного сплава, упрочненного наночастицами оксида алюминия; прочность и высокотемпературные свойства такого сплава выше, чем у чистой меди. Предложена новая технология получения образцов, включающая в себя три процесса: механическое сплавление, спекание в среде водорода и взрывное компактирование. Получены объемные образцы Cu/α-Al2O3 плотностью 97.86% от теоретически возможной и твердостью HV = 112. Исследование микроструктуры показало, что частицы α-Al2O3 диспергированы в медной матрице и сохраняют наноразмерный масштаб.