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

2012 год, номер 1

1.
Ячеистые режимы фильтрационного горения пористого слоя

С. В. Костин1, П. М. Кришеник1, Н. И. Озерковская1, А. Н. Фирсов2, К. Г. Шкадинский2
1Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
2Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, shkad@icp.ac.ru
Страницы: 3-13

Аннотация >>
На примере горения порошка титана исследован ячеистый режим фильтрационного горения пористых энергетических составов, взаимодействующих с активным газовым реагентом и образующих конденсированные продукты реакции. Предложен простой и визуально доступный квазидвумерный экспериментальный анализ нелинейной динамики распространения фронта горения с регулируемым фильтрационным транспортом газа. В условиях недостатка газового реагента и неустойчивости плоский фронт фильтрационного горения распадается на изолированные ячейки экзотермического химического взаимодействия, распространяющиеся в пульсирующем режиме. Дана трактовка полученных результатов в рамках модели теплофильтрационной устойчивости фронта фильтрационного горения.


2.
Исследование диффузионно-тепловой устойчивости волн фильтрационного горения газов в инертной пористой среде

М. М. Кабилов
Институт математики АН РТ, 734063 Душанбе, Республика Таджикистан,
maruf1960@mail.ru
Страницы: 14-20

Аннотация >>
Представлена математическая модель фильтрационного горения газов, учитывающая теплопроводность, диффузию и интенсивный межфазный теплообмен. Используется аппроксимация температурной зависимости скорости химической реакции в виде δ-функции и учитывается коэффициент термического расширения газов за фронтом горения. Методом малых возмущений проведен анализ нестационарных режимов горения. Найдены границы продольной и пространственной устойчивости стационарных режимов волны фильтрационного горения. Наряду с другими соотношениями, вдоль границы устойчивости получена зависимость числа Льюиса от коэффициента термического расширения смеси газов.


3.
Моделирование горения предварительно перемешанных смесей газов в расширяющемся канале с учетом радиационных теплопотерь

Ф. С. Палесский1, С. С. Минаев1, Р. В. Фурсенко1, В. К. Баев1, А. И. Кирдяшкин2, В. М. Орловский3
1 теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
palesskiy@itam.nsu.ru
2Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН, 634055 Томск
3Институт сильноточной электроники СО РАН, 634055 Томск
Страницы: 21-27

Аннотация >>
В рамках одномерной диффузионно-тепловой модели теоретически исследованы характеристики радиационного теплового потока из расширяющегося микроканала, в котором происходит горение предварительно перемешанной смеси газов. Полученные результаты обобщены на случай горения газа в пористой среде, состоящей из набора отдельных, регулярно упакованных микроканалов. Показано, что при расчете эффективности радиационных пористых горелок и при моделировании стабилизации пламени внутри пористой среды необходимо учитывать радиационный поток из подповерхностных слоев пористого тела.


4.
Состав рабочего тела в рабочей части высокоэнтальпийной установки

В. В. Шумский, М. И. Ярославцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
shumsky@itam.nsc.ru
Страницы: 28-37

Аннотация >>
Разработаны методика и система отбора пробы химически активного газа из гиперзвукового потока с высокими параметрами торможения. Приведены результаты экспериментального исследования состава рабочего тела на срезе сопла импульсной аэродинамической трубы ИТ-302М ИТПМ СО РАН. При нагреве в форкамере установки воздуха до 3000 К только за счет электрической дуги объемная концентрация кислорода в рабочей части установки уменьшается с 21 до 18%, что в ряде испытаний газодинамических моделей с горением может потребовать введения в форкамеру кислорода, компенсирующего его уменьшение. При использовании, наряду с электрической дугой, водорода с целью увеличения энергетики установки определена степень завершения в форкамере реакции сгорания водорода с воздухом. При минимально возможном для установки ИТ-302М вкладе электрической энергии (из условий обеспечения стабильности горения дуги) полнота сгорания водорода составляет ≈0.9 для очень бедных водородовоздушных смесей, в которых концентрация водорода значительно ниже концентрационных пределов воспламенения при нормальных условиях. Полнота сгорания быстро приближается к единице при росте концентрации водорода в форкамере и увеличении вклада электрической энергии.


5.
Сопряженная задача моделирования внутрибаллистических характеристик РДТТ

Ю. М. Милёхин, А. Н. Ключников, В. С. Попов, В. П. Мельников
Федеральный центр двойных технологий <Союз>, 140090 Дзержинский, Fcdt@monnet.ru
Страницы: 38-46

Аннотация >>
Создан программный комплекс для сопряженной задачи моделирования внутрикамерных процессов функционирования скрепленного с корпусом осесимметричного заряда твердого топлива, позволяющий прогнозировать внутрибаллистические, прочностные и газодинамические характеристики ракетного двигателя в течение полного времени его работы. Проведенными исследованиями расчетных и экспериментальных внутрибаллистических характеристик удалось продемонстрировать качественно новые возможности расчетного метода для прогнозирования и исследовать ряд интересных закономерностей внутренней баллистики ракетного двигателя на твердом топливе. Обосновано снижение или исключение согласующих коэффициентов в законе скорости горения топлива при прогнозировании, уменьшение разбросов и сокращение количества испытаний двигателей, необходимых для отработки характеристик, а также показано, что режим газодинамически устойчивой работы двигателя определяется модулем упругости топлива.


6.
Математическая модель детонационного сгорания пара керосина в окислителе

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: 47-54

Аннотация >>
Предложена математическая модель для описания воспламенения и горения углеводородного топлива (пара керосина в воздухе). На основе анализа экспериментальных данных по зависимости времени задержки воспламенения от температуры получены аппроксимационные формулы для задержки воспламенения в зависимости от концентраций компонентов, давления и температуры смеси. Предложен метод определения предэкспоненциального множителя в уравнении кинетики горения керосина как функции локальной температуры смеси, что позволило удовлетворительно описать время горения смеси. На основе данной кинетики описана структура детонационной волны в стехиометрической и обедненной


7.
Синтез мезопористых нанокристаллических пленок TiO2

О. П. Коробейничев1, А. Г. Шмаков1, Р. А. Максютов1, А. Г. Терещенко1, Д. А. Князьков1, Т. А. Большова1, М. Л. Косинова2, В. С. Суляева1, Ч.-Ш. Ву3
1 химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, korobein@kinetics.nsc.ru
2Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, 630090 Новосибирск
3Национальный университет Цзяо Тун, Синьчжу, Тайвань
Страницы: 55-63

Аннотация >>
Изучен процесс синтеза мезопористых нанокристаллических пленок TiO2 в пламени предварительно перемешанной горючей смеси H2/O2/Ar (12.9/14.4/72.7% по объему) с добавкой 0.1% тетраизопропоксида титана (Ti(OC3H7)4). Стабилизация пламени и осаждение наночастиц TiO2 осуществляются на плоскости вращающегося диска. Исследовано пространственное распределение температуры и концентрации основных соединений в пламени. Проведена проверка применимости использованной кинетической схемы реакций и метода расчета для описания структуры исследуемого пламени. Установлено, что данный метод позволяет синтезировать сферические кристаллические наночастицы TiO2 со средним диаметром 12 нм, узким распределением по размеру (σ = 1.45) и полиморфной модификацией анатаза, которые могут быть использованы для производства солнечных батарей и датчиков газоанализаторов.


8.
Особенности самораспространяющегося высокотемпературного синтеза пигментов шпинельного типа

Н. И. Радишевская, О. В. Львов, Н. Г. Касацкий, А. Ю. Чапская, О. К. Лепакова, В. Д. Китлер, Ю. С. Найбороденко
Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН, 634021 Томск
maks@fisman.tomsk.ru
Страницы: 64-70

Аннотация >>
Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) синтезированы керамические пигменты шпинельного типа. Получение алюмоникелевых и алюмокобальтовых пигментов в мелкодисперсном состоянии представляет собой сложный стадийный (комбинированный) процесс, протекающий с восстановительной стадией и одновременной естественной фильтрацией воздуха. Установлено, что в случае образцов малого диаметра наблюдается плоский фронт горения, который переходит в многоочаговый на больших образцах. Представлена зависимость скорости горения от пористости. Максимальные значения скорости горения данных систем зарегистрированы при пористости 50 ÷ 60%. СВС-пигменты в порошкообразном состоянии получены впервые.


9.
Метод модельного уравнения в теории нестационарного горения твердого ракетного топлива

С. А. Рашковский1, Ю. М. Милёхин2, А. Н. Ключников2, А. В. Федорычев2
1Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН, 119526 Москва, rash@ipmnet.ru
2Федеральный центр двойных технологий <Союз>, 140090 Дзержинский
Страницы: 71-79

Аннотация >>
Предложено и обосновано модельное уравнение для нестационарной скорости горения твердого ракетного топлива. В диапазоне частот, представляющем практический интерес, предложенная модель согласуется с феноменологической теорией нестационарного горения, однако она более удобна для практических расчетов, так как сводится к обыкновенному дифференциальному уравнению второго порядка относительно скорости горения. Проведено параметрическое исследование переходного процесса в РДТТ при изменении площади минимального сечения сопла в широком диапазоне параметров твердого ракетного топлива. Модель предсказывает колебательные режимы горения и погасание топлива при сбросе давления. Определена граница устойчивости переходного процесса в координатах <чувствительность скорости горения к изменению давления — чувствительность скорости горения к изменению начальной температуры>. Показано, что расчеты, выполненные по этой модели, качественно и количественно согласуются с экспериментальными данными для натурного РДТТ.


10.
Зажигание и гашение гомогенных энергетических материалов световым импульсом

Л. К. Гусаченко1, В. Е. Зарко1, А. Д. Рычков2
1 химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, gusachen@kinetics.nsc.ru
2Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 80-88

Аннотация >>
С целью качественного моделирования результатов экспериментов по зажиганию и гашению энергетических материалов световым импульсом проведены численные расчеты с использованием модели нестационарного горения плавящихся энергетических материалов. Для обеспечения устойчивости режимов самоподдерживающегося горения после прекращения облучения были специально подобраны параметры модельного состава, соответствующие режиму горения с ведущей ролью газовой фазы. В координатах <амплитуда потока излучения — время облучения> получена область устойчивого зажигания для составов с различной прозрачностью при трех формах поджигающего импульса: прямоугольной, линейно убывающей до нуля и экспоненциально убывающей. Рассчитаны также условия гашения стационарно горящего состава прямоугольным световым импульсом.


11.
Горение энергетических материалов с ведущей реакцией в конденсированной фазе

В. П. Синдицкий, В. Ю. Егоршев, В. В. Серушкин, С. А. Филатов
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047 Москва,
vps@rctu.ru
Страницы: 89-109

Аннотация >>
Рассмотрена модель горения с ведущей реакцией в конденсированной фазе (к-фазная модель горения). На основе анализа результатов многочисленных термопарных исследований горения энергетических материалов показано, что в волне горения вещество в конденсированной фазе прогревается до максимально возможной температуры — температуры кипения при данном давлении. Установлено, что горение таких представителей класса ониевых солей, как перхлорат аммония, нитрат аммония, динитрамид аммония и нитроформат гидразина, в широком интервале давлений и начальных температур подчиняется к-фазной модели. Приведены кинетические параметры ведущей реакции горения этих солей.


12.
Особенности распространения электромагнитного импульса в твердотопливной энергетической установке

Д. Н. Садовничий1, М. Б. Марков2, А. С. Воронцов2, Ю. М. Милёхин1
1Федеральный центр двойных технологий <Союз>, 140090 Дзержинский, fcdt@monnet.ru
2Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, 125047 Москва
Страницы: 110-116

Аннотация >>
Численным решением уравнений Максвелла в трехмерной постановке изучены основные закономерности распространения электромагнитного импульса в твердотопливной энергетической установке. Рассмотрен случай, когда вектор электрического поля в воздействующем импульсе направлен параллельно оси симметрии конструкции. Показано влияние свойств твердого топлива на особенности формирования электрических полей внутри твердотопливной энергетической установки и в окружающем ее пространстве.


13.
Детонационные характеристики разбавленных жидких взрывчатых веществ: смеси нитрометана с нитробензолом

С. А. Колдунов, А. В. Ананьин, В. А. Гаранин, С. И. Торунов
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, skold@ficp.ac.ru
Страницы: 117-122

Аннотация >>
С использованием электромагнитного метода определен набор данных, характеризующих процесс детонации в смесях нитрометана с нитробензолом. Установлена зависимость давления продуктов детонации от концентрации нитробензола. В экспериментах по подрыву смесей в стальных трубах различного диаметра получена информация о влиянии степени разбавления нитрометана нитробензолом на способность детонировать. Результаты работы сопоставлены с результатами выполненных ранее аналогичных исследований смесей нитрометана с метанолом.


14.
Измерение скоростей звука за фронтом ударной волны в олове

М. В. Жерноклетов1, А. Е. Ковалёв1, В. В. Комиссаров1, М. Г. Новиков1, М. Э. Зохер, Ф. Дж. Черне2
1РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607188 Саров, root@gdd.vniief.ru
2Лос-Аламосская национальная лаборатория, 87545 Лос-Аламос, США,
zocher@lanl.gov, cherne@lanl.gov
Страницы: 123-129

Аннотация >>
Приведены результаты измерения двумя методами скорости звука в ударно-сжатых образцах олова с начальной плотностью 7.28 г/см3 и содержанием примесей не более 0.085%. В диапазоне давлений 30 ÷ 150 ГПа скорость звука определена методом догоняющей разгрузки с использованием индикаторных жидкостей. Для регистрации свечения жидких индикаторов использовались оптические датчики на основе фотодиода. При давлениях ударного сжатия 5÷18 ГПа скорость звука в олове измерена методом встречной разгрузки с применением манганиновых датчиков. Проведено сравнение экспериментальных данных с расчетами и результатами других авторов. Выявлены границы области плавления олова на ударной адиабате.


15.
Инициирование пассивного заряда взрывчатого вещества через преграду при наличии зазоров

В. А. Огородников1, А. В. Романов1, Е. А. Гончаров2, А. И. Давыдов2, И. А. Свиридова2
1РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт экспериментальной газодинамики
и физики взрыва, 607190 Саров, root@gdd.vniief.ru
2РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт теоретической и математической физики
607190 Саров
Страницы: 130-134