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

2012 год, номер 2

1.
Исследование зависимости нижнего концентрационного предела распространения пламени от начальной температуры

Т. А. Большова, В. А. Бунев, Д. А. Князьков, О. П. Коробейничев, А. А. Чернов, А. Г. Шмаков, С. А. Якимов
Институт химической кинетики и горения СО РАН
bunev@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: правило Берджесса и Уилера, нижний концентрационный предел распространения пламени, метан, водород, формальдегид, метиловый спирт, метод противоточной горелки, численное моделирование
Страницы: 3-8

Аннотация >>
Экспериментально и численными методами исследована зависимость нижнего концентрационного предела распространения пламени снизу вверх от начальной температуры при давлении 0.1 МПа. Показано, что правило Берджесса и Уилера, предполагающее линейную зависимость нижнего предела распространения пламени от начальной температуры с пересечением температурной оси в точке 1300 oC, не выполняется для Н2, СН3ОН, СН2О, СН4. Для этих веществ пересечение температурной оси происходит в точке 900±20 oC. Оценки предела по правилу Берджесса и Уилера дают завышенные значения, тем самым не отражают истинных условий взрывобезопасности.


2.
ЛАМИНАРНОЕ ПРОПАНОВОЗДУШНОЕ ПЛАМЯ В СЛАБОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

П. К. Третьяков1, А. В. Тупикин1, Н. . Денисова1, О. В. Ганеев1, В. В. Замащиков2, Ю. С. Козорезов3
1 Институт теоретической и прикладной механики им. А. С. Христиановича СО РАН
2 Институт химической кинетики и горения СО РАН
3 Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
tupikin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: гомогенное горение, электрическое поле, распределение скоростей, метод эмиссионной томографии
Страницы: 9-14

Аннотация >>
При анализе влияния электрического поля на горение газов рассматриваются три механизма воздействия: омический нагрев, влияние на кинетику химических реакций и, наиболее обоснованно, ионный ветер. Приведенные в работе экспериментальные данные свидетельствуют о локальном воздействии электрического поля непосредственно на зону химических реакций, что вызывает деформацию фронта пламени.


3.
О НЕУСТОЙЧИВОСТИ ФРОНТА ФИЛЬТРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ ГАЗОВ В НЕАДИАБАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

М. М. Кабилов
Российско-Таджикский (Славянский) университет
maruf1960@mail.ru
Ключевые слова: фильтрационное горение газов, неустойчивость фронта горения, теплопотери
Страницы: 15-23

Аннотация >>
В рамках тепловой однотемпературной модели исследовалась неустойчивость стационарного фронта горения газа в инертной пористой среде в неадиабатическом режиме. На основе формулы для равновесной температуры, в которой дополнительно учитываются коэффициент теплоотвода и скорость вдува газа, получено дисперсионное уравнение, в частности совпадающее с ранее известным уравнением. Границы колебательной и экспоненциальной неустойчивости определены в виде зависимости стационарной скорости фронта горения от скорости вдува газа как предельные максимальные значения коэффициента теплоотдачи в окружающее пространство. По формуле Зельдовича получено соотношение определяющих параметров на пределе горения.


4.
ИНИЦИИРОВАНИЕ РЕАКЦИИ В ОКРЕСТНОСТИ ОДИНОЧНОЙ ЧАСТИЦЫ, НАГРЕВАЕМОЙ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЕМ

Ю. А. Чумаков, А. Г. Князева
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
yura014@rambler.ru, anna@ispms.tsc.ru
Ключевые слова: СВЧ-излучение, критический размер частицы, инициирование реакции
Страницы: 24-30

Аннотация >>
Предложена модель инициирования реакции разложения жидкого углеводорода в окрестности одиночной частицы, нагреваемой СВЧ-излучением. На основе проведенных численных экспериментов получена аналитическая зависимость критического размера частиц от плотности мощности, времени действия импульса СВЧ-генератора и соотношения теплоемкостей и плотностей частиц и реагента.


5.
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ПРИ ГОРЕНИИ ЧАСТИЦЫ МАГНИЯ В ПОСТОЯННОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

Н. И. Полетаев
Институт горения и нетрадиционных технологий Одесского национального университета им. И. И. Мечникова
Poletaev@ukr.net
Ключевые слова: горение магния, плазменные колебания, возникновение неустойчивости, электронно-пылевая плазма, пылевые акустические волны
Страницы: 31-44

Аннотация >>
Для горящей в воздухе частицы магния (диаметром 6 мм) обнаружено существование пороговой напряженности внешнего постоянного электрического поля 30 кВ/м, при которой в измерительной цепи наблюдается возникновение электрических колебаний. Спектральный анализ колебаний позволил выявить две колебательные моды - низкочастотную (5 кГц) и высокочастотную (25 кГц). Показано, что низкочастотные электрические колебания обусловлены колебаниями плотности положительного объемного заряда cубмикронных частиц MgO между поверхностью частицы металла и отрицательно заряженной пластиной конденсатора. Высокочастотные колебания вызваны модуляцией диэлектрической проницаемости среды в зоне химической конденсации частицы магния. Причина модуляции - возникновение неустойчивости в зоне конденсации горящей частицы, которая проявляется в возбуждении продольных колебаний частиц MgO (пылевых акустических волн), распространяющихся в термоэмиссионной плазме продуктов горения магния. Возникновение пылевых акустических волн объясняется потоковой неустойчивостью, обусловленной различием дрейфовых скоростей носителей заряда в электрическом поле.


6.
МЕХАНИЗМ ГОРЕНИЯ НИТРОЭФИРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ С НИТРАМИНАМИ

В. П. Синдицкий, В. Ю. Егоршев, М. В. Березин, В. В. Серушкин, С. А. Филатов, А. . Чёрный
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева
vps@rctu.ru
Ключевые слова: механизм горения, модели горения, прогретый слой, активное горючее-связующее, нитрамины, нитроэфиры
Страницы: 45-59

Аннотация >>
В интервале давлений 2÷15 МПа изучено горение двойных композиций нитраминов (HMX, RDX, Bi-HMX, CL-20) с двумя нитроэфирными связующими, одно из которых горит по газофазному механизму, второе - по механизму горения с ведущей реакцией в конденсированной фазе. Показано, что в композициях со связующим, горящим по газофазному механизму, HMX до концентрации 50 % выступает в роли инертной добавки. В зависимости от размера и содержания частиц HMX реализуются три типа горения смесей: по прослойкам связующего, как единая система и по модели горения с охладителем. При более высоких содержаниях нитрамина ведущая роль переходит к нему, причем реакция, определяющая скорость горения, протекает в жидкой фазе нитрамина. Для менее стабильных и более быстрогорящих, чем октоген, нитраминов Bi-HMX и CL-20 в смеси со связующим, горящим по газофазному механизму, реализуются только две модели: системы горят либо по модели с быстрогорящими добавками, либо как единое целое. В композициях нитраминов RDX и HMX со связующим, горящим по к-фазному механизму, модель горения с быстрогорящими добавками реализуется только в узком интервале условий. В основном композиции могут гореть только как единое целое, причем добавка нитрамина увеличивает скорость горения нитроэфира за счет передачи тепла из вышележащей зоны в конденсированную фазу.


7.
МЕХАНИЗМ ГОРЕНИЯ СМЕСЕЙ СВЯЗУЮЩИХ, СПОСОБНЫХ К САМОСТОЯТЕЛЬНОМУ ГОРЕНИЮ, С ИНЕРТНЫМИ И АКТИВНЫМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ

С. А. Рашковский1, Ю. М. Милёхин2, Александр николаевич Ключников2, А. В. Федорычев2
1 Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН
2 Федеральный центр двойных технологий <Союз>
rash@hotbox.ru
Ключевые слова: конденсированные смеси, активное связующее, октоген, перхлорат аммония, CL-20, скорость горения
Страницы: 60-75

Аннотация >>
Предложен единый механизм горения безметалльных смесей связующих, способных к самостоятельному горению, с инертными или активными наполнителями. Разработана математическая модель горения таких смесей, учитывающая искривление поверхности горения прослоек связующего и вызванное этим изменение его скорости горения. Выполнены параметрические исследования разработанной модели и проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными по горению смесей активных связующих с SiO2, октогеном, ПХА и CL-20. Показано, что предложенный механизм горения и разработанная модель позволяют с единых позиций объяснить всю имеющуюся совокупность экспериментальных данных для рассматриваемого класса смесей.


8.
ХАРАКТЕРИСТИКИ И КРИТЕРИИ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ВЗВЕСЕЙ ЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ В ДЕТОНАЦИОННЫХ ПРОЦЕССАХ

А. В. Фёдоров, Т. А. Хмель
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
khmel@itam.nsc.ru
Ключевые слова: газовзвеси, алюминий, воспламенение, ударные волны, детонация
Страницы: 76-88

Аннотация >>
Представлена физико-математическая модель воспламенения взвесей частиц алюминия в динамических условиях с учетом плавления, реакции низкотемпературного окисления алюминия и полиморфных превращений оксидной пленки. Модель верифицирована по экспериментальным данным по предельным температурам и временам задержки воспламенения взвесей алюминия в ударных и детонационных волнах. На основе анализа тепловой динамики смеси показана применимость приведенных моделей (исключающих плавление и предпламенное окисление) при адекватном температурном критерии, обеспечивающем такие же задержки воспламенения. Определены зависимости введенной температуры воспламенения от параметров ударной волны, размера и концентрации частиц, содержания окислителя. Даны формулы для инвариантного по концентрациям критерия, выражающие зависимость температуры воспламенения от текущей температуры газа. Для воздушных и кислородных взвесей найдены определяющие константы.


9.
ДЕТОНАЦИОННОЕ СЖИГАНИЕ КАМЕННОГО УГЛЯ

Ф. А. Быковский1, С. А. Ждан1, Е. Ф. Ведерников2
1 Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
2 Новосибирский государственный университет
bykovskii@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: каменный уголь, угольно-воздушная смесь, непрерывная спиновая детонация, плоскорадиальная вихревая камера, структура течения
Страницы: 89-94

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования непрерывной спиновой детонации угольно-воздушной смеси с добавкой водорода в вихревой плоскорадиальной камере диаметром 500 мм. Использовался измельченный кузбасский длиннопламенный каменный уголь размером 1÷7 мкм, содержащий 24.7 % летучих, 14.2 % золы и 5.1 % влажности. Впервые реализованы устойчивые режимы непрерывной спиновой детонации с поперечными детонационными волнами со скоростью 1.86÷1.1 км/с относительно цилиндрической стенки камеры. Массовая доля водорода по отношению к воздуху составляла 1.5÷0.88 %, по отношению к углю - 50÷3.4 %, достигнут максимальный удельный расход угля 106 кг/(с·м2).


10.
ДЕФИЦИТ СКОРОСТИ ДЕТОНАЦИИ И РАДИУС КРИВИЗНЫ ГИБКИХ ДЕТОНИРУЮЩИХ ШНУРОВ

Ю.-Ц. Вэнь, Я.-К. Е, Н. Янь
Государственная лаборатория взрывных процессов и технологий Пекинского технологического института
yeyaokun@163.com
Ключевые слова: дефицит скорости детонации, гибкий детонирующий шнур, радиус кривизны, время задержки
Страницы: 95-99

Аннотация >>
Исследовано возникновение дефицита скорости детонации в изогнутых детонационных шнурах вследствие эффекта обтекания угла детонационной волной и эффекта задержки времени распространения. Физическая модель и уравнение для определения дефицита скорости построены с использованием метода анализа размерностей. По экспериментальным данным получена полуэмпирическая формула для определения дефицита скорости в детонирующих шнурах одного размера. Показано, что дефицит скорости детонации и величина, обратная радиусу кривизны, связаны экспоненциальной зависимостью.


11.
ЧИСЛЕННОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ СТРУИ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ КОСОМ СОУДАРЕНИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛАСТИН

С. П. Киселёв1, В. И. Мали2
1 Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
2 Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
kiselev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: молекулярная динамика, сварка взрывом, струеобразование, вязкость металлов
Страницы: 100-112

Аннотация >>
Представлены результаты численного и экспериментального моделирования образования струи при высокоскоростном косом соударении металлических пластин, метаемых взрывом. Численное моделирование проводилось методом молекулярной динамики. В экспериментах непосредственно изучали процесс соударения металлических пластин с регистрацией методом импульсной рентгенографии явлений впереди и за точкой контакта. Проведено металлографическое исследование сохраненных образцов. Показано, что численное моделирование методом молекулярной динамики качественно и количественно правильно отражает картину возникновения и развития струи.


12.
МОДЕЛИРОВАНИЕ УДАРНО-ВОЛНОВОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА

Л. А. Мержиевский, М. С. Воронин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
merzh@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: полиметилметакрилат, ударное сжатие, моделирование, максвелловский подход
Страницы: 113-123

Аннотация >>
Для описания поведения полиметилметакрилата (C5O2H8)n под действием нагрузки построена модель упруговязкого тела максвелловского типа, принципиальной особенностью которой является включение в определяющие соотношения времени релаксации касательных напряжений в форме непрерывной зависимости от параметров, характеризующих состояние среды. Аналитический вид зависимости выбран на основе учета микро- и мезоструктурных механизмов необратимого деформирования. Другой отличительной особенностью модели является уравнение состояния среды, включающее зависимость внутренней энергии от первого и второго инвариантов тензора деформаций. Такой подход позволяет получить единообразное математическое описание всех физических состояний полимеров. При верификации модели особое внимание уделено сравнению результатов расчетов и экспериментальных данных для температуры ударно-сжатого материала и затухания ударной волны при взаимодействии с догоняющей и боковыми волнами разрежения. Сравнение свидетельствует об адекватности описания ударно-волновых процессов в полиметилметакрилате с помощью построенной модели.


13.
УДАРНЫЕ И ДЕТОНАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ В ЖИДКОСТИ И ПУЗЫРЬКОВЫХ СРЕДАХ ПРИ ВЗРЫВЕ ПРОВОЛОЧКИ

И. И. Кочетков, А. В. Пинаев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
kii@hydro.nsc.ru, avpin@ngs.ru
Ключевые слова: взрыв проволочки, ударная волна, скорость звука, жидкость, пузырьковая среда, пузырьковая детонация
Страницы: 124-133

Аннотация >>
Проведены измерения параметров ударных волн при взрыве проволочек в газе, жидкости, пузырьковых инертных и реагирующих средах в вертикальной ударной трубе. Обсуждаются проблемы измерения скорости ударных волн в жидкости и пузырьковой инертной среде, проведено сравнение экспериментальных данных с теоретическими расчетами. В пузырьковой химически активной среде исследовано возбуждение самоподдерживающейся детонации короткой ударной волной от взрыва проволочки.


14.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗРЫВНОГО КОМПАКТИРОВАНИЯ ВОЛЬФРАМОМЕДНОГО НАНОКОМПОЗИТА

Чж.-Л. Ван, С.-Ц. Ли, Х.-Х. Янь
Отделение машиностроения, Технологический университет Даляня
wzldlut@sina.com
Ключевые слова: нанокомпозит, W-Cu, взрывное компактирование, плотность
Страницы: 134-139

Аннотация >>
Методом взрывного компактирования получены W-Cu-нанокомпозиты. Исходные нанокристаллические порошки W-Cu приготовлены путем механического сплавления и исследованы при помощи рентгенодифракционного анализа. Максимальная плотность компактированных образцов реализуется при скорости детонации 5300 м/с. Установлено, что состав и распределение элементов в компактированных образцах однородны, твердость по Виккерсу составляет 320, плотность - 99.1 % от теоретически максимальной.