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

2011 год, номер 4

1.
Измерение электропроводности конденсированного вещества в ударных волнах (Oбзор)

С. Д. Гилёв
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
gilev@hydro.nsc.ru
Страницы: 3-23

Аннотация >>
Анализируется современное состояние экспериментальной техники измерения электропроводности при сильном ударном сжатии. Рассматриваются переходы диэлектрик — полупроводник, диэлектрик (полупроводник) — металл, металл — металл (полупроводник). Обсуждаются реализованные разными авторами методы и схемы контактных и бесконтактных измерений для инертных и электрически активных сред. Углубленный анализ измерительных цепей, двумерное и трехмерное моделирование токов, полей и гидродинамического течения, переход от электротехнической к полевой электромагнитной модели и учет переходных электродинамических процессов позволили за последние годы значительно улучшить временное разрешение и расширить пределы регистрации проводимости при ударном сжатии. Характерной особенностью новых методик является решение дифференциального уравнения для электрической цепи или нахождение электропроводности из решения обратной краевой задачи для уравнения магнитной диффузии. В частности, таким способом решена задача регистрации электропроводности при переходах диэлектрик (полупроводник) — металл, известная с 1950-х годов. Обсуждаются трудности, ограничения и нерешенные задачи экспериментальной техники.


2.
Инерционные эффекты в нестационарных моделях эволюции пламени

С. С. Минаев, Р. В. Фурсенко
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН им. С. А. Христиановича, 630090 Новосибирск
minaev@itam.nsc.ru
Страницы: 24-33

Аннотация >>
Целью данной работы является разработка новых моделей эволюции фронта пламени, способных описывать как явления инициирования, затухания и пульсаций, так и обычный режим распространения. Обычные уравнения, составляющие одномерную диффузионно-тепловую модель, были упрощены до двух обыкновенных дифференциальных уравнений для координаты фронта пламени и температуры на фронте пламени. Полученные уравнения допускают решения, описывающие, например, зажигание, затухание и нелинейные колебания пламени, которые наблюдаются при горении газа в микроканалах с повышенной температурой стенок или в случае тепловой неустойчивости при безгазовом горении конденсированных веществ. Подобие исходных диффузионно-тепловых моделей, предполагающих существование бесконечно тонкой зоны химических реакций, позволило применить общий метод для вывода упрощенных уравнений в физически разных системах. Было показано, что моделирование колебаний пламени требует, как минимум, рассмотрения эффектов, связанных с ускорением пламени (<инерцией> пламени), и скорости изменения температуры фронта пламени. Точность предложенной модели с инерционными эффектами была проверена результатами прямого численного моделирования исходных уравнений.


3.
Возмущения структуры пламени, вызываемые термопарой. I. Эксперимент

A. Г. Терещенко1, Д. A. Князьков1, П. A. Сковородко2, A. A. Палецкий1, O. П. Коробейничев1
1Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск
tereshag@kinetics.nsc.ru
2Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 34-45

Аннотация >>
При проведении термопарных измерений в пламенах газовых или конденсированных систем принято считать, что благодаря малым размерам термопары возмущения пламени, вносимые термопарой, несущественны. Показано, что эти возмущения могут быть значительными. При измерении температуры в ламинарном пламени метана при атмосферном давлении обнаружено систематическое превышение измеренных температур относительно температуры невозмущенного пламени в области градиента температуры, а также в зоне максимума концентрации радикалов. Проведены измерения этих превышений и анализ причин их возникновения. Ранее в литературе данные эффекты практически не обсуждались.


4.
Возмущения структуры пламени, вызываемые термопарой. II. Моделирование

П. A. Сковородко1, A. Г. Терещенко2, A. A. Палецкий2, Д. A. Князьков2, O. П. Коробейничев2
1Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
paskov@itp.nsc.ru
2Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 46-58

Аннотация >>
Для изучения возмущений, вызываемых наличием термопары в пламени, выполнено моделирование внешнего течения реагирующей смеси газов около термопары в рамках полной системы нестационарных уравнений Навье—Стокса, модифицированной для приближенного учета влияния тепловыделения вследствие химических реакций. Моделирование проводилось для изучаемого в работе газового пламени метана, а также для пламени конденсированной системы на примере гексогена применительно к условиям экспериментов, имеющихся в литературе. Обнаружено, что торможение потока в окрестности термопары приводит к локальному увеличению тепловыделения вследствие химических реакций и соответствующему повышению температуры термопары относительно невозмущенного значения. Ранее в литературе данный эффект не обсуждался.


5.
Численное моделирование выхода NOx в котлах, работающих на двух видах топлива

М. Араблю, Е. Пурсаэди
Департамент инженерной механики, Инженерный факультет, Университет Зенджана, Зенджан, Иран
epsaeidi@znu.ac.ir
Страницы: 59-69

Аннотация >>
Исследованы пути сокращения выхода NOx котла мощностью 250 МВт, работающего на двух видах топлива, посредством ступенчатой подачи кислорода и острого дутья. В ходе численного моделирования определены наилучшие места на стенках котла для ввода воздуха и топлива. Устанавливая инжекторы в этих местах, можно сократить выход NOx более чем на 70% без увеличения количества CO. Это значение находится в хорошем соответствии с опубликованными в литературе данными. Результаты моделирования (состав газа и температура) согласуются с данными экспериментов на натурном котле.


6.
К вопросу о распространении ламинарного пламени в газе с инертной пылью

А. А. Дементьев, А. Ю. Крайнов
Томский государственный университет, 634050 Томск,
daa024@ftf.tsu.ru, akrainov@ftf.tsu.ru
Страницы: 70-75

Аннотация >>
Представлены математическая модель и результаты расчета скорости распространения фронта пламени в горючем газе с взвешенными инертными частицами с учетом теплового расширения газа и динамической релаксации частиц. Получены зависимости стационарной скорости пламени от размера частиц и их массовой концентрации.


7.
Взаимодействие пористой частицы углерода с водяным паром и диоксидом углерода

В. М. Гремячкин, Е. П. Мазанченко
Институт проблем механики РАН, 119526 Москва, grema@ipmnet.ru
Страницы: 76-81

Аннотация >>
В рамках диффузионно-кинетической модели газификации пористой частицы углерода в парах воды и диоксида углерода рассмотрены процессы переноса тепла и массы как внутри пористой частицы, так и в газовой фазе над ее поверхностью. Учтен теплообмен излучением частицы со стенками печи. Рассмотрены гетерогенные реакции углерода с парами воды и диоксидом углерода, а также гомогенная реакция оксида углерода с парами воды. Также учтено изменение давления в пористой частице, связанное с увеличением массы газа при протекании гетерогенных реакций. Определены зависимости скорости газификации от состава реакционной смеси, давления, температуры печи, размера частиц и внутренней поверхности пористой частицы углерода.


8.
Переход горения в детонацию в аэрозоле изопропилнитрата

Ц.-М. Лю, Ч.-Х. Бай, В.-С. Дай, Л. Цзян
Государственная лаборатория взрывных процессов и технологий Пекинского технологического института
Пекин 100081, Китай, qmliu@bit.edu.cn
Страницы: 82-91

Аннотация >>
Изучены и проанализированы параметры и стадии процесса перехода горения в детонацию (ПГД) в аэрозоле изопропилнитрата (ИПН). Наблюдалось формирование самоподдерживающейся детонационной волны, которой свойственны наличие поперечной волны и структура, характерная для спиновых волн. Определены длина области ПГД и размер шага спиральной траектории, по которой движется центр воспламенения в самоподдерживающейся спиновой детонационной волне. В процессе ПГД наблюдалось формирование волны ретонации. Обнаружены и проанализированы два режима распространения комплекса <ударная волна — зона реакций> в аэрозоле ИПН: высокоскоростного горения и самоподдерживающейся детонации. Изучено влияние концентрации аэрозоля на механизм распространения этого комплекса. Определена минимальная и оптимальная для возникновения ПГД концентрация аэрозоля ИПН. Измерены и рассчитаны скорость и избыточное давление самоподдерживающейся детонационной волны в диспергированном в воздухе ИПН.


9.
Моделирование воздействия процесса перехода дефлаграции в детонацию на медную форсунку топочной камеры

М.-Ч. Гвак, Дж. Дж. Йох
Школа механического и аэрокосмического проектирования, Сеульский национальный университет
151-742 Сеул, Республика Корея, jjyoh@snu.ac.kr
Страницы: 92-99

Аннотация >>
Переход дефлаграции в детонацию сопровождается сильной волной давления, которая может неблагоприятно воздействовать на близлежащие элементы конструкции. Давление, создаваемое многократным детонационным импульсом, является достаточно сильным, чтобы вызвать поверхностную эрозию металла и скол края конструкции. В работе исследуется разрушительное воздействие детонации и на основе численного моделирования уравнений гидродинамики оценивается структурное повреждение медной форсунки угольного распыла в угольно-кислородной печи. Для совершенствования модели разрушения металлической форсунки при многократном воздействии детонационного импульса привлекаются экспериментальные данные.


10.
Определение критического размера облака частиц, необходимого для подавления газовой детонации

А. В. Фёдоров, Д. А. Тропин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
fedorov@itam.nsc.ru, D.A.Tropin@yandex.ru
Страницы: 100-108

Аннотация >>
Исследуются условия подавления детонации путем введения инертных частиц в реагирующую газовую смесь, по которой распространяется детонационная волна. Определены картина детонационного течения и сценарий его подавления. Рассчитана минимальная длина облака частиц, которое полностью гасит детонационную волну. Исследовано влияние изменения объемной концентрации частиц в облаке на эффективность подавления детонации. Оказалось, что определяющим параметром является не столько масса частиц и градиент их объемной концентрации, сколько длина облака, на котором происходит гашение волны воспламенения/горения, образующейся при распаде детонационной волны. Показано, что для различных конфигураций распределения объемной концентрации частиц в облаке эта длина примерно одинакова.


11.
Детонация угольно-воздушной смеси с добавкой водорода в вихревых плоскорадиальных камерах

Ф. А. Быковский1, С. А. Ждан1, Е. Ф. Ведерников1, Ю. А. Жолобов2
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
bykovskii@hydro.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Страницы: 109-118

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования непрерывной и пульсирующей детонации угольно-воздушной смеси с добавкой водорода в вихревых плоскорадиальных камерах диаметром 204 и 500 мм. Использовался измельченный древесный активированный уголь. Найден способ подачи угольного порошка через узкие каналы путем подмешивания газа на входе в форсунку. В камере диаметром 204 мм впервые реализованы устойчивые режимы непрерывной спиновой детонации с одной или двумя поперечными детонационными волнами со скоростью 1.8÷1.6 км/с. Частота пульсирующей детонации с радиальными волнами составляла 4÷4.8 кГц. В камере диаметром 500~мм расширены пределы непрерывной детонации: реализованы режимы непрерывной спиновой детонации, протекающие с большим количеством поперечных волн (5÷8), движущихся со скоростью 1.8÷ 1.5 км/с, снижено количество подмешиваемого к углю водорода до 2.8%, осуществлено сжигание более крупных частиц топлива благодаря увеличению времени пребывания смеси в камере. В плоскости камеры реконструированы структура волн и течение в их окрестности.


12.
О конвективном горении смесей перхлората аммония с алюминием

В. Е. Храповский1, В. Г. Худавердиев2, А. А. Сулимов1
1Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 119991 Москва
khrapovsky@mail.ru
2Национальный исследовательский ядерный университет <МИФИ>, 115409 Москва
vugarikkk@mail.ru
Страницы: 119-126

Аннотация >>
Экспериментально исследовано влияние формы частиц алюминия, плотности образцов, небольших добавок органического горючего (полиметилметакрилата) на возникновение и развитие конвективного горения в насыпных и подпрессованных смесях перхлората аммония с алюминием. Показано, что замена сферических частиц алюминия АСД-4 на чешуйчатые ПАП-2, увеличение плотности смеси выше определенного значения приводят к возрастанию минимальных длин образцов, при которых начинается конвективное горение и регистрируется его переход во взрывной режим. С введением небольших количеств (до 4%) полиметилметакрилата эта длина уменьшается.


13.
Влияние зависимости коэффициента поглощения от температуры на критическую энергию зажигания конденсированного вещества лазерным импульсом

Е. В. Дугинов, А. В. Ханефт
Кемеровский государственный университет, 650043 Кемерово, khaneft@kemsu.ru
Страницы: 127-136

Аннотация >>
Получен аналитический критерий зажигания конденсированного взрывчатого вещества коротким лазерным импульсом с гауссовым распределением энергии по сечению пучка с учетом зависимости коэффициента поглощения от температуры. Зависимость критической плотности энергии зажигания от радиуса пучка обусловлена радиальной составляющей теплоотвода из реакционного объема. Оценки критической плотности энергии лазерного импульса по критерию хорошо согласуются с результатами численного решения уравнения теплопроводности.