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 5

1.
О роли радикалов C2O в механизме образования "быстрого" NO

А. А. Коннов
Технический университет Эйндховена, 5600 МВ Эйндховен, Нидерланды, akonnov@vub.ac.be
Ключевые слова: пламя, углеводороды, образование оксидов азота
Страницы: 3-7

Аннотация >>
Проведено сопоставление литературных данных по измерению концентрации NO в послепламенной зоне смесей различных углеводородов с O2 и N2 при стандартной температуре и атмосферном давлении с результатами моделирования с использованием оригинального механизма Коннова и этого же механизма, дополненного реакцией C2O с N2. Исследование роли этой последней реакции, предложенной Вильямсом и Флемингом [Proc. Combust. Inst. 2007. V. 31. P. 1109–1117], показало, что она является рациональным дополнением механизма образования "быстрого" NO. Из непосредственного сопоставления результатов измерений в различных пламенах и моделирования убедительно определен верхний предел константы скорости этой реакции: k = 7·1011 exp(- 17000/RT) [см3/(моль·с)].


2.
Стабилизированная волна горения газов в инертной пористой среде

Ю. М. Лаевский1, В. С. Бабкин2
1Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН,
630090 Новосибирск, laev@labchem.sscc.ru
2Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: горение газов, пористая среда, рекуперация тепла
Страницы: 8-15

Аннотация >>
С целью выяснения механизма увеличения скорости горения гомогенной горючей смеси пористой средой аналитически рассмотрена стабилизированная волна горения газа в инертной пористой среде в режиме с сильным внутренним межфазным теплообменом (режим низких скоростей). Показано, что главным фактором увеличения скорости горения является кондуктивная рекуперация тепла из области продуктов горения в область свежей смеси по твердому телу пористой среды. Получены аналитические зависимости степени увеличения скорости горения смеси в стабилизированной волне от определяющих параметров. Обсуждаются возможности и ограничения использования полученных результатов при анализе работы пористых горелок.


3.
Особенности горения в узком канале переменного сечения в условиях периодически меняющегося потока газа

Р. В. Фурсенко1,2, К. С. Чанг1, Я. С. Чао1
1Департамент аэронавтики и астронавтики, Национальный университет Ченг-Кунг, Тайнань, roman.fursenko@gmail.com
2Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: рециркуляция тепла, пламена с избытком энтальпии, пределы существования пламени, периодический поток
Страницы: 16-24

Аннотация >>
Представлены результаты численных и теоретических исследований поведения пламени в периодически меняющемся потоке газа при горении в узком канале переменного сечения. Изучено влияние среднего расхода газа, амплитуды и частоты периодических пульсаций потока на среднее положение и температуру фронта пламени.


4.
Переходные режимы распространения волн в метастабильных системах

Н. Н. Смирнов, В. Ф. Никитин, Ш. Алиари Шурехдели
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 119992 Москва
ebifsun1@mech.math.msu.su
Ключевые слова: горение, детонация, переходный процесс, газ
Страницы: 25-37

Аннотация >>
Приведены результаты теоретического исследования процессов перехода горения в детонацию в водородовоздушных смесях. Исследована зависимость сценария перехода горения в детонацию от значений определяющих параметров: начальной температуры смеси, энергии зажигания, времени зажигания, геометрических характеристик каверн и расстояний между ними в зоне зажигания.


5.
Пиролиз углеводородов в потоке теплоносителя при быстром смешении компонентов

М. Г. Кталхерман1, И. Г. Намятов2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск, ktalkherman@itam.nsc.ru
2Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: высокотемпературный пиролиз, пропан, смешение, кинетическая схема
Страницы: 38-44

Аннотация >>
Рассмотрена схема процесса автотермического пиролиза углеводородов в реакторе с быстрым смешением сырья с высокотемпературным потоком теплоносителя. Возможность реализации быстрого перемешивания потоков установлена в серии аэродинамических экспериментов на модельной установке, в ходе которых определена оптимальная геометрия смесителя для условий работы реактора пиролиза. Для проверки предложенной концепции спроектирован и изготовлен экспериментальный реактор. Приведена схема реактора пиролиза пропана. В качестве теплоносителя используются продукты сгорания водородовоздушной смеси. Полученные в экспериментах профили температур потока и концентрации вдуваемого вещества на срезе смесителя реактора согласуются с результатами измерений на модельной установке. Показано, что время смешения более чем на порядок меньше времени пребывания в реакторе, что позволит вести процесс в контролируемых условиях. Помимо экспериментальных исследований проведено тестирование нескольких детальных кинетических схем пиролиза углеводородов по результатам известных экспериментов. Приведены результаты кинетического расчета для условий работы экспериментальной установки.


6.
Моделирование управляемого процесса горения высокоэнергетических материалов на структурированных катализаторах

В. М. Ханаев, E. C. Борисова, Н. Н. Кундо
Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, 630090 Новосибирск, khan@catalysis.ru
Ключевые слова: математическое моделирование, оперативное регулирование скорости горения, контактный катализ
Страницы: 45-53

Аннотация >>
Разработана математическая модель процесса горения высокоэнергетических материалов с использованием структурированных катализаторов. Численные исследования проведены для случая горения типичного материала — нитрата аминогуанидина. Установлено, что повышение каталитической активности, так же как и рост теплопроводности катализатора, увеличивает диапазон оперативного регулирования скорости горения конденсированного вещества.


7.
Зажигание модельных смесевых топливных композиций одиночной, нагретой до высоких температур частицей

А. В. Захаревич1, В. Т. Кузнецов2, Г. В. Кузнецов1, В. И. Максимов1
1Томский политехнический университет, 634034 Томск, elf@tpu.ru
2Томский государственный университет, 634034 Томск
Ключевые слова: конденсированное вещество, время задержки зажигания, нагретая до высоких температур частица
Страницы: 54-57

Аннотация >>
Излагаются методика и результаты экспериментального исследования закономерностей зажигания конденсированных веществ (модельных топливных композиций) <горячей> одиночной частицей металла. Исследована зависимость времени задержки зажигания конденсированных веществ (КВ) от начальной температуры частицы. Приведены результаты исследований и анализ механизма взаимодействия одиночной, нагретой до высоких температур частицы с неметаллизированным и металлизированным КВ. Установлено, что наличие металлического наполнителя в КВ приводит к изменению абсолютных значений времени задержки зажигания и относительных характеристик их разброса.


8.
Некоторые аспекты механизма влияния пористости>br>конденсированной фазы на горение нитроцеллюлозных порохов

Г. Н. Леонов
Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова,
656038 Барнаул, vmmm@stmp.ru
Ключевые слова: линейная скорость горения, пористость, размер пор, эффективная поверхность горения, температурный коэффициент скорости горения
Страницы: 58-63

Аннотация >>
Рассмотрены вопросы, связанные с механизмом влияния несвязной пористости конденсированной фазы нитроцеллюлозных порохов на линейную скорость горения в условиях роста давления. На основе экспериментальных данных представлена модель изменения линейной скорости горения с учетом уплотнения пороховых элементов, которое ведет к нелинейной зависимости скорости горения от давления. Отмечено нетривиальное поведение температурного коэффициента линейной скорости горения в условиях роста давления в различных диапазонах начальных температур.


9.
Математическая модель воспламенения магния в расширенном диапазоне параметров

А. В. Фёдоров, Д. А. Тропин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
630090 Новосибирск, fedorov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: воспламенение мелких частиц, математическое моделирование, время задержки воспламенения
Страницы: 64-71

Аннотация >>
Предложена математическая модель воспламенения частицы магния с учетом гетерогенной химической реакции, позволяющая найти конечную температуру частицы после воспламенения и учитывающая область теплового влияния частицы на газ. Найдено решение задачи в стационарном случае, что позволило дать классификацию тепловой истории системы частица + газ. Математическая модель согласована с экспериментальными данными по зависимости времени задержки воспламенения от давления газа и радиуса и зависимости предельной температуры от радиуса частицы и давления окружающего газа. В рамках данной математической модели выявлено также влияние размера газового слоя вблизи частицы на интегральные параметры воспламенения.


10.
Некоторые численные аспекты моделирования структуры детонационных ячеек

Дж.-Й. Чой1, Ф. Ma2, В. Янг2
1Пусанский национальный университет, Пусан 609-735, Корея
2Пенсильванский государственный университет, Университетский парк,
Пенсильвания 16802, США, vigor@psu.edu
Ключевые слова: ударная волна, детонационные ячейки, численное моделирование
Страницы: 72-92

Аннотация >>
Исследован ряд аспектов численного моделирования структуры детонационных ячеек. Рассмотрены различные режимы детонации: от слабой до сильнонеустойчивой. Используемый подход основан на рассмотрении двумерных уравнений динамики невязкой жидкости с одностадийной химической реакцией. Проведена серия расчетов, направленных на установление требований, выполнение которых позволяет добиться высокой точности численного моделирования структуры детонационных ячеек. Основное внимание уделено изучению динамики фронта ударной волны и эволюции ячеистых структур. Проведено систематическое исследование влияния предэкспоненциального множителя, шага сетки, временного шага, длины расчетной области и граничного условия на выходе на ячеистую структуру и размер ячеек. Определен требуемый шаг численной сетки, и проведено его сравнение с различными масштабами длины, связанными со структурой стационарной детонационной волны Зельдовича — Неймана — Дёринга. Впервые предложено общее правило для выбора разрешающей способности сетки: для корректного моделирования структуры детонационных ячеек необходимо, чтобы минимум 5 точек сетки приходилось на зону тепловыделения соответствующей стационарной детонационной волны Зельдовича — Неймана — Дёринга.


11.
К оценке взрывоопасности ароматических азосоединений

Г. Д. Козак, А. Я. Васин, А. В. Дьячкова
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева,
125047 Москва, kozakGD@nm.ru
Ключевые слова: азокрасители, энтальпия образования, взрывоопасность, тепловой взрыв, кинетические параметры
Страницы: 93-97

Аннотация >>
Приведены результаты измерения температур начала быстрого разложения при нагревании девяти промышленных азокрасителей. Измерены энтальпии образования трех азокрасителей и рассчитаны параметры их взрывного превращения. Показано, что среднее отклонение значений температуры вспышки, рассчитанных с использованием кинетических параметров реакций распада и расчетных значений теплот взрыва азокрасителей, от экспериментальных составляет 4.5%.


12.
Взрывное разложение слабопрессованных порошков азида свинца в широком диапазоне длительностей воздействия лазерного импульса

В. В. Медведев
Томский политехнический университет, 634050 Томск, medvedev@tpu.ru
Ключевые слова: азид свинца, лазерное излучение, порог зажигания
Страницы: 98-100

Аннотация >>
Экспериментально исследовано инициирование слабопрессованных порошков азида свинца плотностью не более 1.2 г/см3 к действию лазерного излучения с длиной волны 1.06 мкм в широком диапазоне длительностей импульса (10-5 ÷10-3 с). Показано, что порог зажигания слабопрессованных образцов не изменяется с увеличением длительности лазерного импульса. Обнаружено, что в продуктах взрыва содержатся расплавленные частицы свинца, размеры которых на порядок больше размеров аналогичных частиц при взрыве образцов плотностью 4.0 г/см3.


13.
Возбуждение взрыва твердых взрывчатых веществ при механическом воздействии

В. И. Пепекин, Б. Л. Корсунский, А. А. Денисаев
Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 119991 Москва, kors@polymer.chph.ras.ru
Ключевые слова: взрывчатые вещества, механическое воздействие, чувствительность, теплота взрыва, плотность монокристалла, энтальпия образования
Страницы: 101-105

Аннотация >>
Для ряда органических ВВ состава CHNO сопоставлены экспериментальные значения критического давления возбуждения взрыва с максимально возможными теплотами взрыва, являющимися энергетическими константами конкретных ВВ. Установлена корреляционная зависимость между этими величинами. Показано, что увеличение энтальпии образования молекул ВВ является главным фактором повышения технологической и эксплуатационной чувствительности. Указаны пути регулирования критического давления. Оценены предельные значения теплоты взрыва, исключающие практическое использование того или иного ВВ.


14.
Процессы структурообразования при детонационно-газовом нанесении защитных покрытий из композиционных порошков TiAl3, Ni3Al

В. Ю. Филимонов1, В. И. Яковлев1, М. А. Корчагин2, М. В. Логинова1, А. С. Семенчина1, А. В. Афанасьев1
1Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова,
656038 Барнаул, vyfilimonov@rambler.ru
2Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, 630128 Новосибирск
Ключевые слова: детонационное напыление, неравновесное структурообразование, фазовое превращение, высокотемпературный синтез, механоактивация
Страницы: 106-111

Аннотация >>
Рассмотрены механизмы структурообразования в процессе детонационно-газового нанесения покрытий из интерметаллических соединений TiAl3 и Ni3Al, полученных в равновесных и неравновесных режимах синтеза. Установлено, что при нанесении TiAl3 наблюдается полная наследственность фазового состава независимо от режима синтеза. При нанесении Ni3Al структура покрытия также не зависит от режима синтеза и состоит из двух фаз — Ni3Al и NiAl, при этом кристаллическая структура изменяется по толщине покрытия. Сравнительные испытания на разрушение покрытий методом ударно-абразивного воздействия выявили преимущества покрытий из TiAl3 по сравнению с покрытиями на основе Ni3Al и на основе диборида титана.


15.
Синтез наночастиц TiO2 из тетрахлорида титана в процессе газовой детонации

С.-Цз. Ли, С. Оуян, Х.-Х. Янь, Я.-Д. Цюй, Ф. Мо
Технологический университет Даляня, Далянь, КНР, oyx19811229@sohu.com
Ключевые слова: наноматериалы, диоксид титана, газовая детонация, детонационный синтез
Страницы: 112-116

Аннотация >>
Наноструктурный поликристаллический диоксид титана получен в процессе газовой детонации и пирогидролиза. В качестве сырья использован тетрахлорид титана (TiCl4) в газовой фазе, а в качестве источника энергии — предварительно смешанные газы O2 и H2. Продукты представляют собой смесь кристаллов TiO2, находящегося в фазе рутила (80%) и анатаза (20%).


16.
Моделирование действия рентгеновского излучения на стенки взрывных камер импульсных ядерных энергетических установок

В. О. Соловьёв1, Б. Д. Христофоров2
1Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН, 101990 Москва, vosolovev@imash.ru
2Институт динамики геосфер РАН, 119334 Москва, khrist@idg.chph.ras.ru
Ключевые слова: моделирование, рентгеновское излучение, взрыв, удар, теплоноситель, разрушение, ядерный реактор
Страницы: 117-122

Аннотация >>
Разработаны расчетные и экспериментальные методы моделирования (с использованием действия взрыва и удара) волновых процессов в стенках взрывной камеры импульсных ядерных энергетических установок при воздействии мощного рентгеновского излучения. Как показывает сравнение, экспериментальные и расчетные параметры ударных волн при взрывном и ударном нагружениях различных материалов удовлетворительно согласуются между собой. Разработанными методами проведено исследование поведения жидкой теплозащитной пленки Li17Pb83 на стенке взрывной камеры, когда импульс отдачи, вызванный испарением, является основным фактором нагрузки. Рассмотрены возможности снижения взрывных нагрузок на стенки.


17.
Об определении прочности эпоксидной смолы с наполнителем из баллистических экспериментов

Н. Н. Пилюгин
Институт механики МГУ им. М. В. Ломоносова, 119192 Москва, pilyugin@yandex.ru
Ключевые слова: баллистический эксперимент, высокоскоростное соударение, глубина внедрения, эпоксидная смола, наполнитель, предел текучести, влияние температуры и скорости деформации
Страницы: 123-130

Аннотация >>
Выполнен анализ результатов экспериментов, проведенных на баллистической установке по соударению металлических сферических ударников с цилиндрическими мишенями из эпоксидной смолы (как с наполнителем в виде микрочастиц Al2O3, так и без него). Скорости соударения ограничивались диапазоном 0.6 ÷ 1.1 км/с, так как при больших скоростях происходило полное разрушение мишеней. В диапазоне рассмотренных скоростей соударения зафиксированы каналы почти цилиндрической формы, в конце которых сохранялся застрявший ударник. На основе ранее установленной зависимости глубины канала от энергии удара, от отношения плотностей материалов ударника и мишени, а также от предела прочности материала мишени на растяжение проведена оценка прочности эпоксидной смолы с наполнителем. Установлено, что при массовой доле наполнителя, равной 0.4, прочность мишени увеличивается примерно в 1.5–2 раза.


18.
О нитридообразовании при горении порошковых смесей Ti—TiO2 и Ti—Al в воздухе в режиме СВС

Ю. И. Строкова, А. А. Громов, М. Ю. Пономарёва, В. И. Верещагин
Томский политехнический университет, 634050 Томск, a_a_gromov@yahoo.com
Ключевые слова: СВС, титан, воздух, добавки, нитрид титана, механизм нитридообразования
Страницы: 131-135

Аннотация >>
Исследованы процессы нитридообразования при горении в воздухе в режиме СВС микронного порошка титана и его смесей с добавками. Показано, что выход TiN, полученного при горении порошка Ti в воздухе, выше, чем при горении в азоте в режиме СВС порошков той же дисперсности. Механизм образования TiN определяется, вероятно, реакцией промежуточного продукта TiO с азотом воздуха.