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

2008 год, номер 3

1.
Об инициировании горения смеси CH4—O2 в сверхзвуковом потоке при возбуждении молекул O2 электрическим разрядом

А. М. Старик, Б. И. Луховицкий, Н. С. Титова
Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова,
111116 Москва, star@ciam.ru
Ключевые слова: воспламенение, горение, электрический разряд, возбужденные молекулы, цепные реакции.
Страницы: 3-16

Аннотация >>
Анализируется возможность интенсификации воспламенения метанокислородной смеси в сверхзвуковом потоке за фронтом наклонной ударной волны путем возбуждения молекул O2 в состояния a1Δg и b1Σ:g+2 электрическим разрядом приводит к ускорению цепных реакций в смеси CH4—O2 и сокращению длины зоны индукции. Даже при небольшой энергии, подведенной к молекулам O2 в разряде (≈3 ⋅10-2Дж/см3), удается в сотни раз сократить длину задержки воспламенения и инициировать горение на расстояниях ≈1 м от зоны воздействия при относительно низких температурах газа за фронтом (≈1000 K) и невысоких давлениях (≈105 Па). Возбуждение молекул O2 электрическим разрядом намного эффективнее простого нагрева смеси.


2.
Численное исследование процессов горения в цилиндрической пористой горелке

В. И. Дробышевич
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН,
630090 Новосибирск; drob@labchem.sscc.ru
Ключевые слова: математическая модель, гибридная волна горения, пористая горелка.
Страницы: 17-21

Аннотация >>
Для численного исследования гибридных волн горения в двухсекционном аппарате с цилиндрической симметрией использована двухтемпературная математическая модель. По ранее разработанному алгоритму написана программа и проведена большая серия численных расчетов. Для одно- и двухсекционных аппаратов при различных расходах определены такие характеристики процесса, как положение точки стационара, максимальная температура газа, скорость газа в точке стационара, ширина зоны горения и т. д. Показано, что в двухсекционном аппарате происходит стабилизация положения фронта горения вблизи границы раздела сред.


3.
Гашение углеводородных пламен фосфорорганическими соединениями и смесями на их основе

А. Г. Шмаков1, О. П. Коробейничев1, В. М. Шварцберг1, С. А. Якимов1, А. Н. Баратов2, С. Н. Копылов2, Д. Б. Жиганов2
1Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск,
shmakov@kinetics.nsc.ru.
2ФГУ ВНИИПО МЧС России, 143903 Балашиха
Ключевые слова: пламегасители, фосфорорганические соединения, огнетушащие смеси, синергетический эффект
Страницы: 22-29

Аннотация >>
С использованием методик чашечной горелки и "цилиндра" измерены минимальные гасящие концентрации смесей, состоящих из фосфорорганических и йодсодержащих соединений, а также инертных разбавителей. На основе полученных результатов разработаны и испытаны новые эффективные пламегасящие композиции, компоненты которых обладают синергетическим эффектом. Для данных смесей оценен нижний температурный режим их применения.


4.
Фильтрационное горение системы углерод — инертный материал в режиме со сверхадиабатическим разогревом

Е. А. Салганский, В. М. Кислов, С. В. Глазов, А. Ф. Жолудев, Г. Б. Манелис
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, sea@icp.ac.ru
Ключевые слова: фильтрационное горение, сверхадиабатические разогревы, газификация твердых топлив
Страницы: 30-38

Аннотация >>
Проведено теоретическое и экспериментальное исследование сверхадиабатических режимов горения смесей углерода с твердым инертным веществом при фильтрации паровоздушной смеси. Получены зависимости температуры волны горения и состава газообразных продуктов от доли углерода в горючем и от количества паров воды в газообразном окислителе. Показано, что в исследуемом интервале управляющих параметров максимальная температура в волне горения слабо зависит от доли углерода в смеси и содержания пара в окислителе. Результаты моделирования фильтрационного горения углерода с учетом кинетики его окисления хорошо согласуются с данными экспериментов. Расчетные значения температуры горения совпадают с экспериментальными. При расчете состава газообразных продуктов совпадение с экспериментальными данными наблюдалось только для составов с массовым содержанием угля до 60%. При доле топлива более 60% в эксперименте возрастал выход СО и Н2, тогда как теоретический анализ этого не предсказывал. Выдвинуты предположения о причинах расхождения результатов, и проведена их экспериментальная проверка.


5.
Влияние макронеоднородности среды на характеристики волны твердопламенного горения в термически и химически неоднородных средах

Т. П. Ивлева
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: 39-49

Аннотация >>
Макронеоднородная среда моделируется набором цилиндров, спрессованных из смеси твердых реагентов, с соосными цилиндрическими сердечниками из инертного материала. Численными методами исследована трехмерная математическая модель, описывающая распространение волн горения по одному из цилиндров. Рассмотрено влияние расстояния между осями соседних цилиндров и поперечных размеров стержней на характеристики волн горения, распространяющихся по неоднородной среде. Показано, что существует оптимальное расстояние между инертными стержнями, при котором скорость волны горения вдоль образца значительно превышает теоретически предсказанную скорость классической волны горения, распространяющейся по сплошному образцу. Описаны новые типы спиновых волн, при движении которых высокотемпературный очаг перемещается внутри шихты.


6.
Критические условия теплового взрыва пористого слоя

Р. С. Буркина, В. Г. Прокофьев
Томский государственный университет, 634050 Томск, roza@ftf.tsu.ru
Ключевые слова: пористая среда, естественная фильтрация, критические условия, тепловой взрыв, аналитическое и численное решения
Страницы: 50-60

Аннотация >>
Исследуются условия и режимы теплового воспламенения реакционноспособного пористого слоя при несимметричных условиях на его боковых поверхностях и поступлении окислителя в слой через холодную границу в результате диффузии или фильтрации. Для реакции нулевого порядка получена аналитическая зависимость критического значения параметра Франк-Каменецкого от параметра Зельдовича, которое разделяет области стационарных и нестационарных режимов. Численно проанализирована зависимость критического значения параметра Франк-Каменецкого от параметра Зельдовича, параметра Тодеса, определяющего выгорание окислителя, и параметра, определяющего поступление окислителя в слой: числа Льюиса или фильтрационного аналога параметра Пекле.


7.
К вопросу о пороговом характере эрозионного горения

К. О. Сабденов
Томский политехнический университет, 634050 Томск, sabdenovko@mail.ru
Ключевые слова: эрозионное горение, критические параметры, турбулентное горение, турбулентный пограничный слой, скорость горения
Страницы: 61-71

Аннотация >>
Предложено физическое объяснение наличия порога эрозионного горения. Показано, что такой вид горения реализуется, когда толщина ламинарного подслоя в турбулентном пограничном слое становится меньше толщины зоны ламинарного горения. При этом формируется турбулентное пламя в газовой фазе. Получены выражения, связывающие критическую (пороговую) скорость обдувающего потока и критическое число Вилюнова со свойствами топлива и образующегося при его разложении газа. Для скорости горения найдены простые степенные зависимости от скорости обдувающего потока. Наиболее простое представление скорости эрозионного горения получается при использовании числа Булгакова—Липанова, пороговое значение которого равно единице. Предложен также новый механизм возникновения отрицательной эрозии, согласно которому снижение скорости горения при обдуве происходит из-за оттеснения пограничного слоя, приводящего к снижению теплового потока из зоны пламени к поверхности разложения твердой фазы.


8.
Транспортное уравнение для газодинамических возмущений в пространственно неоднородной самовоспламеняющейся среде

И. А. Заев, И. А. Кириллов
РНЦ "Курчатовский институт", 123182 Москва, zaev@8ka.mipt.ru
Ключевые слова: детонация, мягкое инициирование, волна спонтанного воспламенения, химическая кинетика, характеристики
Страницы: 72-80

Аннотация >>
Развит подход к описанию формирования и распространения малых газодинамических возмущений в пространственно неоднородной самовоспламеняющейся среде для произвольной кинетики химических реакций. Выведено асимптотическое уравнение, описывающее изменение амплитуды газодинамических возмущений вдоль характеристики, и указаны условия, когда оно применимо. Показано, что волна спонтанного пламени Зельдовича является естественным нулевым приближением к решению уравнений газодинамики. Предложен метод определения точки в пространстве, где происходит формирование ударной волны.


9.
Образование углеродных кластеров в волнах горения и детонации газовых смесей

А. А. Васильев, А. В. Пинаев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Gasdet@hydro.nsc.ru, avpin@ngs.ru
Ключевые слова: детонация, горение, конденсация углерода, сажа, нанотрубки, фуллерены, фракталы
Страницы: 81-94

Аннотация >>
Представлены расчетные и экспериментальные результаты исследований образования углеродных кластеров при распространении волн горения и детонации в обогащенных ацетиленокислородных и ацетиленовоздушных смесях. Эксперименты проведены в трубах различного диаметра (в том числе — заполненных пористой средой) при широком варьировании начального давления и соотношения горючее — окислитель. Обнаружено большое разнообразие углеродных кластеров, образующихся при различных режимах сгорания смеси. Характерный размер частиц сконденсированного углерода 15÷100 нм. При детонации в пористой среде размер углеродных частиц 15÷45 нм, в некоторых опытах образуются отдельные крупные фуллереноподобные частицы размерами 150, 400 и 950 нм. Установлено, что доля конденсированного углерода по отношению к общему количеству углерода в исходной смеси зависит от типа волн, при этом детонация характеризуется минимальным "выходом" конденсата. Количество конденсата возрастает при увеличении концентрации ацетилена в смеси и начального давления. Размеры углеродных частиц при горении больше, чем при детонации. Охлаждение продуктов реакции замедляет конденсацию и останавливает рост углеродных частиц.


10.
Исследование непрерывной спиновой детонации водородокислородных смесей. 2. Камера с расширением кольцевого каналаx

Ф. А. Быковский, С. А. Ждан, Е. Ф. Ведерников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск,
bykovs@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: непрерывная спиновая детонация, камера сгорания, поперечные детонационные волны, структура течения, математическое моделирование
Страницы: 95-108

Аннотация >>
Проведено расчетно-экспериментальное исследование непрерывной спиновой детонации смеси Н2—О2 в кольцевой камере сгорания с подачей компонентов топлива через форсунки. В кольцевой камере диаметром 4 см с расширением канала осуществлено сжигание газовой водородокислородной смеси в режиме непрерывной спиновой (вращающейся) детонации. При варьировании расходов компонентов смеси и противодавления внешней среды исследована структура течения. В двумерной нестационарной газодинамической постановке задачи при соответствующих экспериментам геометрических параметрах камеры численно исследована динамика поперечной детонационной волны. Получено удовлетворительное соответствие с экспериментами по форме детонационных фронтов, скорости детонации и высоте фронта волны. Определена оптимальная длина начала расширения канала, обеспечивающая максимальный удельный импульс при спиновом детонационном режиме.


11.
Формирование и вырождение ячеистой детонации в бидисперсных газовзвесях частиц алюминия

А. В. Фёдоров, Т. А. Хмель
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск; khmel@itam.nsc.ru
Ключевые слова: газовзвеси, ячеистая детонация, численное моделирование
Страницы: 109-120

Аннотация >>
Методами численного моделирования и акустического анализа исследуется влияние полидисперсности на формирование ячеистой гетерогенной детонации в газовзвесях частиц алюминия и кислорода. Установлено влияние состава на характер и размер формирующихся ячеистых структур. Обнаружено частичное и в некоторых случаях полное вырождение ячеистой детонации в бидисперсных взвесях в плоскую детонационную волну. Данные численных расчетов согласуются с результатами акустического анализа стационарных детонационных структур бидисперсных взвесей. Аналогичный анализ для трех- и пятифракционных смесей указывает на затруднительность формирования ячеистой детонации при значительной дисперсии частиц.


12.
Критические диаметр и толщина эмульсионного взрывчатого вещества

В. В. Сильвестров1,2, А. В. Пластинин1, С. М. Караханов1, В. В. Зыков1
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск,
silver@hydro.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: эмульсионное ВВ, критический диаметр, критическая толщина
Страницы: 121-127

Аннотация >>
Для высокодисперсного эмульсионного ВВ определена зависимость скорости детонации D от диаметра цилиндрического заряда d и толщины плоского слоя Δ. Показано, что рассматриваемое эмульсионное ВВ имеет небольшие значения критических диаметра (dcr ≈ 5 мм) и толщины (Δcr ≈ 2) мм. В соответствии с теорией "кривого фронта" выполняется соотношение D(d) ≈ D(2Δ), а отношение dcrcr составляет 2.4÷2.5.


13.
Чувствительность и детонационная способность водосодержащих взрывчатых составов

А. В. Дубовик, А. В. Аполенис, В. Э. Анников, Е. И. Алешкина
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047 Москва
a-dubovik@mail.ru
Ключевые слова: взрывчатый состав, чувствительность к удару, детонационная способность
Страницы: 128-132

Аннотация >>
Выполнены исследования чувствительности к удару и детонационной способности водосодержащих взрывчатых составов на основе мощных взрывчатых веществ гексогена и октогена. Установлена связь между параметрами, характеризующими соответствующие типы взрывных испытаний. Найдены рецептуры составов с приемлемыми для практики показателями чувствительности, мощности и детонационной способности.


14.
Влияние размера зерен на свойства материалов при динамическом деформировании

М. П. Бондарь
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск,
bond@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: динамическое нагружение, механизм деформирования, разнозернистые материалы, наноматериал, микроструктура
Страницы: 133-138

Аннотация >>
Исследованы особенности развития деформационных процессов в мелкозернистой меди в условиях градиентных динамических напряжений, позволяющих с большой достоверностью определить их механизм. Показано, что наблюдаемое в экспериментах резкое изменение свойств материалов с размером зерен меньше некоторого критического значения связано с межзеренным проскальзыванием в процессе деформирования. Установлено, что материалы с размером зерна 5÷50 мкм обнаруживают свойства, характерные для наноматериалов при изменении скорости деформации от 104 до 3 ⋅106 с-1.