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 6

1.
ВЛИЯНИЕ ПЕРЕНОСА ТЕПЛА НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИКАЛОВ ОН И СН В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ ПРИ ГОРЕНИИ ЭТАНОЛА

Б. Ф. Бояршинов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск, boyar@itp.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой, горение, радикалы, тепловыделение, процессы переноса, лазерно-индуцированная флюоресценция (ЛИФ), лазерная доплеровская анемометрия (ЛДА)
Страницы: 3-11

Аннотация >>
Чтобы изучить причины образования сверхравновесных концентраций радикалов, совместно рассматривались экспериментальные данные по распределению молекул СН и ОН при диффузионном горении этанола и данные по переносу тепла в области химического реагирования. В опытах с горением в окрестности лобовой точки сферы скорость воздушного потока 0.7 м/с, в случае обтекания плоской поверхности она составляла 10 м/с (степень турбулентности 1 и 18 %). Проведен анализ взаимного расположения особенностей в распределении скорости тепловыделения и температуры, которые сопоставлялись с данными по распределению радикалов ОН и СН. Для всех рассмотренных уровней турбулентности и скорости обтекания максимальная концентрация радикалов достигалась на границах области тепловыделения, положение которых определяется механизмами молекулярного переноса. Показано, что этот вывод применим к опытным данным по диффузионному горению затопленной струи водорода в воздухе.


2.
ДИАГНОСТИКА АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗОНЫ ГОРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ИЗМЕНЕНИЯ ПЛОЩАДИ КРИТИЧЕСКОГО СЕЧЕНИЯ СОПЛА

Я. А. Лисочкин
ФГУП РНЦ "Прикладная химия", 197198 Санкт-Петербург, office@cisp.spb.ru
Ключевые слова: высокочастотное горение, вынужденные колебания
Страницы: 12-17

Аннотация >>
Предложена математическая модель, позволяющая рассчитать амплитуду вынужденных колебаний давления в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя, вызванных периодическим изменением площади критического сечения сопла с учетом акустических свойств зоны горения. Приведены результаты расчетов для ряда частных случаев.


3.
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ГАЗОГЕНЕРАТОРА, УПРАВЛЯЕМОГО ПОДАЧЕЙ ГАЗООБРАЗНОГО ОКИСЛИТЕЛЯ

Д. А. Внучков, В. И. Звегинцев, Д. Г. Наливайченко, С. И. Шпак
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск, zvegin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: газогенератор, газообразный окислитель, управление горением, эксперимент, расчет по квазистационарной модели
Страницы: 18-25

Аннотация >>
Выполнена экспериментальная проверка возможности реализации схемы газогенератора, в котором процесс тепловыделения регулируется подачей газообразного окислителя. В качестве горючего использовались газообразный водород, жидкий бензин и твердый уротропин (сухой спирт). Показано, что при горении различных видов горючего работа газогенератора предлагаемой схемы является устойчивой, давление в камере сгорания газогенератора не превышает давление подачи окислителя и четко соотносится с изменением расхода окислителя. Расчеты по квазистационарной модели позволили определить все параметры процесса, включая те, которые не измерялись в эксперименте. В частности, установлено, что температура продуктов сгорания составляет 600Г÷1900 К, а из газогенератора выходит высокотемпературная смесь, содержащая непрореагировавшее горючее (коэффициент избытка воздуха α= 0.55Г÷2.30).


4.
СТРУКТУРА ПЛАМЕНИ ОКТОГЕНА ПРИ ГОРЕНИИ В ВОЗДУХЕ ПРИ ДАВЛЕНИИ 1 АТМ

А. А. Палецкий1, Е. Н. Волков2, О. П. Коробейничев3
1 Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, korobein@kinetics.nsс.ru
2 Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск
3 Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: структура пламени, октоген, зондовая молекулярно-пучковая масс-спектрометрия
Страницы: 26-43

Аннотация >>
Методом зондовой молекулярно-пучковой масс-спектрометрии исследована химическая структура пламени октогена при горении в воздухе при давлении 1 атм. Вблизи поверхности горения впервые зарегистрированы пары октогена. Всего в пламени октогена идентифицировано 11 веществ (H2, H2O, HCN, N2, CO, CH2O, NO, N2O, CO2, NO2 пары октогена) и измерены профили их концентраций. Характер горения октогена нестабильный. На профилях концентраций веществ зарегистрированы периодические пульсации, связанные с изменением скорости горения октогена. Структура пламени октогена на различных расстояниях до поверхности горения определена с использованием среднего значения скорости горения. Выделены две основные зоны химических реакций в пламени. В первой зоне шириной ≈0.8 мм, прилегающей к поверхности горения, происходят разложение паров октогена и реагирование NO2, N2O и CH2O с образованием HCN и NO. Во второй зоне шириной ≈0.8Г÷1.5 мм идет реакция окисления HCN оксидом азота с образованием конечных продуктов горения. Проанализирован состав конечных продуктов горения. Установлена брутто-реакция газификации октогена 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 литературных данных микротермопарных измерений).


5.
ДИНАМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ГОРЕНИЯ СЛОЕВОЙ СИСТЕМЫ Ti-(Ti+0.5C) В СПУТНОМ ПОТОКЕ АЗОТА

Б. С. Сеплярский1, С. В. Костин2, Г. Б. Брауэр3
1 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка, sepl@ism.ac.ru
2 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
3 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
Ключевые слова: газопроницаемость, фильтрация, конвективно-кондуктивный механизм, многослойный образец
Страницы: 44-51

Аннотация >>
Впервые проведено исследование закономерностей фильтрационного горения слоевой пористой засыпки, состоящей из чередующихся слоев смеси Ti+0.5C и титанового порошка при вынужденной спутной фильтрации азота. Протекание газа через образец обеспечивалось вакуумным насосом, подсоединенным к нижнему торцу засыпки. Наличие спутного потока газа кардинально меняет характер распространения фронта горения, структуру и состав получаемых продуктов. Слои, состоящие из карбонитрида и нитрида титана, составляют единое целое. Проведенные эксперименты закладывают научные основы для получения новых слоистых и композиционных керамических материалов в режиме динамического фильтрационного горения.


6.
ЭВОЛЮЦИЯ 100-МИКРОННЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ АГЛОМЕРАТОВ И ИЗНАЧАЛЬНО СПЛОШНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ЧАСТИЦ В ПЛАМЕНИ МОДЕЛЬНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА. I. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ПОДХОД

О. Г. Глотов1, В. А. Жуков2
1 Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, glotov@kinetics.nsc.ru
2 Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: частица алюминия, агломерат, распределение по размерам, горение, эволюция, метод отбора, определение плотности частиц, расчет времени пребывания частиц
Страницы: 52-60

Аннотация >>
Представлена методика исследования эволюции монодисперсных частиц методом гашения/отбора, основанная на сопоставлении параметров совокупности частиц до и после горения. Для создания горящих 100-микронных алюминиевых агломератов использовали включения металлизированного топлива в форме цилиндров ∅130Г—150 мкм, внедренные в безметалльное топливо. В экспериментах со 100-микронными частицами алюминия последние также были внедрены в безметалльное топливо. Описаны процедуры гранулометрического и морфологического анализов частиц, определения их плотности, расчетов времени горения и времени пребывания в пламени.


7.
ЭВОЛЮЦИЯ 100-МИКРОННЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ АГЛОМЕРАТОВ И ИЗНАЧАЛЬНО СПЛОШНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ЧАСТИЦ В ПЛАМЕНИ МОДЕЛЬНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА. II. РЕЗУЛЬТАТЫ

О. Г. Глотов1, В. А. Жуков2
1 Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, glotov@kinetics.nsc.ru
2 Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: частица алюминия, агломерат, горение, эволюция, фрагментация, оксидный колпачок, финальная частица оксида, плотность частицы
Страницы: 61-71

Аннотация >>
Методом гашения/отбора исследована эволюция монодисперсных 100-микронных алюминиевых агломератов и сплошных частиц в пламени продуктов горения смесевого топлива при давлениях 0.7Г÷8 МПа. Время пребывания частиц в пламени варьировалось в диапазоне 6Г÷170 мс, тогда как расчетное время их горения ≈25 мс. Эволюция горящей частицы связана с расходованием металлического алюминия и накоплением оксида в форме колпачка, который после полного выгорания алюминия трансформируется в финальную сферическую частицу оксида. Измерена плотность финальных частиц оксида. Определено соотношение диаметров и масс начальной частицы металла и финальной оксидной частицы. Путем сравнения начального количества частиц металла и финальных частиц оксида получены данные о фрагментации частиц при горении. Существенных различий в исследованных характеристиках горения агломератов и сплошных частиц размером 100 мкм не выявлено. Установлено, что чем меньше размер горящей частицы, тем меньше оксида накапливается на частице и тем больше его уносится в виде оксидного дыма. Для 100-микронных частиц доля накопленного оксида составляет ≈0.1 от всей массы образованного оксида.


8.
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ИСХОДНЫХ СМЕСЕЙ НА ГОРЕНИЕ ГАЗОГЕНЕРИРУЮЩИХ СОСТАВОВ НА ОСНОВЕ АЗИДА НАТРИЯ

В. В. Алёшин1, Е. А. Иванова2, Ю. М. Михайлов3
1 Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, vva@icp.ac.ru
2 Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
3 Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
Ключевые слова: азид натрия, азот, горение, структура
Страницы: 72-76

Аннотация >>
Установлено, что горение смесей азида натрия с оксидом алюминия и дихроматом калия на нижнем пределе по содержанию дихромата происходит в хаотичном автоколебательном режиме. Модификация структуры исходной смеси за счет увеличения размеров частиц дихромата от 40Г÷60 до 250Г÷500 мкм привела к значительной стабилизации параметров ее горения. В результате снижения энергоемкости составов на основе азида натрия удалось значительно уменьшить количество посторонних примесей и аэрозолей в генерируемом азоте. В рамках эстафетной модели горения гетерогенных систем показано, что в данных условиях скорость горения таких составов определяется временем нагрева до температуры зажигания частиц дихромата калия от соседних горящих частиц.


9.
РАЗМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ ПРИ ЛАЗЕРНОМ ИНИЦИИРОВАНИИ ПИРОТЕХНИЧЕСКОГО СОСТАВА (ПЕРХЛОРАТ АММОНИЯ + УЛЬТРАДИСПЕРСНЫЙ АЛЮМИНИЙ)

В. В. Медведев1, Е. П. Агеева2, В. П. Ципилев3, А. Н. Яковлев4
1 Томский политехнический университет, 634050 Томск, mvvtpu@sibmail.com
2 Томский политехнический университет, 634050 Томск
3 Томский политехнический университет, 634050 Томск
4 Томский политехнический университет, 634050 Томск
Ключевые слова: лазерное излучение, пиротехническая смесь, размерный эффект, порог зажигания
Страницы: 77-82

Аннотация >>
Экспериментально исследованы зависимости энергетических порогов и задержек зажигания прессованных образцов стехиометрической пиротехнической смеси перхлората аммония и ультрадисперсного алюминия от диаметра пятна облучения лазерным импульсом миллисекундной длительности. Обнаружен ярко выраженный размерный эффект. Найден характеристический размер, определяющий границу между широким и узким пучками воздействующего лазерного импульса. Обсуждается влияние оптических свойств исследуемого состава на ход размерных зависимостей. Рассмотрена связь между природой размерного эффекта и закономерностями светорассеяния в объеме порошкообразных пиротехнических смесей.


10.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОЙ СПИНОВОЙ ДЕТОНАЦИИ В КОЛЬЦЕВОЙ КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ПРИ СВЕРХЗВУКОВОЙ СКОРОСТИ ПОТОКА

С. А. Ждан
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, zhdan@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: непрерывная детонация, проточная камера сгорания, поперечные детонационные волны, структура течения, математическое моделирование
Страницы: 83-91

Аннотация >>
В двумерной нестационарной постановке сформулирована математическая модель непрерывно вращающейся детонационной волны в натекающем сверхзвуковом потоке в кольцевой камере сгорания. Исследована динамика волны в камере в случае газовой водородокислородной смеси. Впервые численно показана возможность реализации при сверхзвуковой скорости потока на входе в диффузор непрерывной спиновой детонации, исследована структура поперечных детонационных волн и область их существования в зависимости от числа Маха потока.


11.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МЕЧЕНЫХ АТОМОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

Н. В. Козырев
Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН, 659322 Бийск, admin@ipcet.ru
Ключевые слова: взрывчатые вещества, детонационный синтез, наноалмазы, метод меченых атомов
Страницы: 92-98

Аннотация >>
Методом меченых атомов проведено изучение синтеза наноалмазов, образующихся при детонации смесевых взрывчатых веществ. Исследованы сплавы тротила с гексогеном, октогеном, тэном, бензотрифуроксаном. Показано, что во всех случаях основная доля наноалмазов образуется из углерода ТНТ. Сделан вывод, что за время химической реакции в детонационной волне, распространяющейся в гетерогенных взрывчатых веществах, равновесные параметры не успевают установиться. В гомогенной смеси ТНТ/тэн отдельные компоненты реагируют совместно с образованием общих продуктов.


12.
МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ РАЗЛОЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА ЗА ФРОНТОМ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

К. Н. Панов1, В. А. Комрачков2, И. С. Целиков3
1 РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт экспериментальной газодинамики и физики взрыва 607190 Саров, root@gdd.vniief.ru
2 РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт экспериментальной газодинамики и физики взрыва 607190 Саров
3 РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт экспериментальной газодинамики и физики взрыва 607190 Саров
Ключевые слова: взрывчатое вещество, косая ударная волна, детонация, рентгенография, инициирование ВВ, распределение плотности, формальная кинетика
Страницы: 98-106

Аннотация >>
Предложена схема проведения эксперимента, позволяющая в одном опыте одновременно определять зависимости давления и плотности от времени. По полученным зависимостям можно проследить изменение фазового состояния вещества за ударным фронтом в координатах давление - объем и рассчитать изменение степени разложения взрывчатого вещества во времени после прохождения фронта ударной волны. Для взрывчатого состава на основе флегматизированного октогена получены зависимости формальной кинетики разложения за фронтом ударной волны.


13.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛАЙНЕРА С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ И ПЕРЕДАЧА ВОЗМУЩЕНИЙ ПО НИМ

В. А. Огородников1, А. В. Романов2, С. В. Ерунов3, Е. Ю. Боровкова4, А. И. Давыдов5, Г. А. Рогожкин6, Е. А. Пронин7
1 РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт экспериментальной газодинамики и физики взрыва, 607190 Саров, root@gdd.vniief.ru
2 РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт экспериментальной газодинамики и физики взрыва, 607190 Саров
3 РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт экспериментальной газодинамики и физики взрыва, 607190 Саров
4 РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт экспериментальной газодинамики и физики взрыва, 607190 Саров
5 РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт теоретической и математической физики, 607190 Саров
6 РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт теоретической и математической физики, 607190 Саров
7 РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт теоретической и математической физики, 607190 Саров
Ключевые слова: взрывные генераторы, лайнер, мишень, сосредоточенные элементы, опережающее возмущение
Страницы: 107-113

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального и численного исследования взаимодействия металлического лайнера, разгоняемого с помощью взрыва до скорости несколько километров в секунду, с сосредоточенными элементами в виде пластины. Приведены также количественные данные параметров возмущений, передаваемых по этим элементам.


14.
ВЗРЫВНОЕ КОМПАКТИРОВАНИЕ И НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ СПЕКАНИЕ НАНОПОРОШКОВ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ

А. А. Букаемский1, Е. Н. Фёдорова2
1 Institute for Energy Research, Safety Research and Reactor Technology, Forschungszentrum JГјlich GmbH, D-52425 JГјlich, Germany, a.bukaemskiy@fz-juelich.de
2 Политехнический институт Сибирского федерального университета, 660074 Красноярск
Ключевые слова: взрывное компактирование, оксид алюминия, нанопорошок, метастабильность, низкотемпературное спекание, нанокомпозит, микротвердость
Страницы: 114-126

Аннотация >>
Экспериментально исследованы физические аспекты взрывного компактирования нанопорошков оксида алюминия различного фазового состава. Рассмотрены физические процессы, происходящие при консолидации наночастиц при импульсном воздействии. Определены условия сохранения наноструктуры материала при компактировании и последующем низкотемпературном спекании. Исследованы физико-механические свойства взрывных компактов и керамик на их основе. Получена керамика, характеризующаяся наноструктурой (размер зерна ≈200 нм), высокими значениями плотности (97 % от теоретической) и микротвердости (до 23.5 ГПа).


15.
РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ В ПРОЦЕССАХ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА

А. И. Кирдяшкин1, В. Г. Саламатов1, Ю. М. Максимов1, Э. А. Соснин2, В. Ф. Тарасенко2, Р. М. Габбасов1
1 Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН, 634021 Томск, maks@fisman.tomsk.ru
2 Институт сильноточной электроники СО РАН, 634066 Томск, badik@loi.hcei.tsc.ru
Ключевые слова: гетерогенное горение, рентгеновское излучение
Страницы: 127-129

Аннотация >>
Проведено исследование эмиссионных эффектов гетерогенного горения в области ионизирующего излучения. На примере порошковой системы Ti-В показано, что протекание самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в режиме теплового взрыва сопровождается «мягким» рентгеновским излучением с оценочной энергией квантов ≈5 кэВ.


16.
О ВОЗМОЖНОСТИ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА, ИНИЦИИРОВАННОГО ГЕТЕРОГЕННОЙ РЕАКЦИЕЙ Н2 с О2

В. В. Азатян1, Д. И. Бакланов2, И. А. Болодьян3, Г. К. Ведешкин4, А. Н. Иванова5, И. М. Набоко6, Н. М. Рубцов7, Ю. Н. Шебеко8
1 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
2 Институт теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, 125412 Москва
3 ФГУ ВНИИПО МЧС России, 143903 Москва
4 Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова, 111116 Москва
5 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
6 Институт теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, 125412 Москва
7 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
8 ФГУ ВНИИПО МЧС России, 143903 Москва
Страницы: 130-134

Аннотация >>
ДИСКУССИЯ


17.
О ВОЗМОЖНОСТИ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА, ИНИЦИИРОВАННОГО ГЕТЕРОГЕННОЙ РЕАКЦИЕЙ Н с О

Е. Н. Александров1, Н. М. Кузнецов2, С. Н. Козлов3
1 Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН, 28en1937@mail.ru
2 Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 28en1937@mail.ru
3 Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН, 28en1937@mail.ru
Страницы: 135-140

Аннотация >>
ДИСКУССИЯ