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 3

1.
К 100-летию со дня рождения К. И. Щёлкина


Страницы: 3-5



2.
ВКЛАД К. И. ЩЁЛКИНА В ИССЛЕДОВАНИЕ СПИНОВОЙ ДЕТОНАЦИИ И ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ ЕЕ ТЕОРИИ

М. Е. Топчиян
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
topch@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: спиновая детонация, оптические исследования, структура «головы» спина, измерение поля давлений
Страницы: 6-12

Аннотация >>
В связи со 100-летним юбилеем К. И. Щёлкина проведен анализ его работ по теории детонационного спина, в которых он впервые указал на газодинамическую природу явления, предсказал наличие излома переднего фронта детонационной волны и создал предпосылки для дальнейших исследований структуры течения при спиновой детонации.


3.
УСКОРЕНИЕ ПЕРЕХОДА ГОРЕНИЯ В ДЕТОНАЦИЮ В ГАЗАХ: ОТ К. И. ЩЁЛКИНА ДО НАШИХ ДНЕЙ

С. М. Фролов
Институт химической физики им. Н. Н. Семёнова РАН
sergei@frolovs.ru
Ключевые слова: турбулентное горение, ускорение перехода горения в детонацию, управляемая детонация газов
Страницы: 13-24

Аннотация >>
Представлено развитие ряда идей К. И. Щёлкина в исследованиях Института химической физики им. Н. Н. Семёнова РАН, среди которых открытие различного влияния сильной и слабой турбулентности на поверхностное горение, изучение явлений вблизи места возникновения детонации, экспериментальная демонстрация возможности химической самоподготовки взрывчатой смеси и открытие определяющей роли газодинамических факторов при переходе горения в детонацию.


4.
ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРЕХОДА ГОРЕНИЯ В ДЕТОНАЦИЮ

А. А. Васильев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
gasdet@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: горение, детонация, переход горения в детонацию, оптимизация
Страницы: 25-34

Аннотация >>
Проанализированы способы оптимизации перехода горения в детонацию в горючих смесях. Изложены некоторые экспериментальные результаты по оптимизации процесса в «плоских» и расходящихся волнах, полученные с высокоэффективными ускорителями


5.
БЫСТРОЕ ГОРЕНИЕ ГАЗА В СИСТЕМАХ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

В. С. Бабкин
Институт химической кинетики и горения СО РАН
babkin@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: фильтрационное горение газов, пористые среды, горение газов, режим звуковых скоростей
Страницы: 35-45

Аннотация >>
Проведен анализ различных аспектов режима звуковых скоростей, одного из стационарных режимов фильтрационного горения газов. Рассматриваются условия реализации и область существования режима, скоростные и структурные характеристики волны горения, механизмы воспламенения и горения газа, условия стабилизации скорости волны, режимные переходы. Характерная особенность режима - наличие волны давления в зоне турбулентного пламени, обусловленной явлением «запирания» каналов и узостей. Основными факторами, определяющими природу и свойства режима звуковых скоростей, являются гидравлическое сопротивление, пьезодиффузия, энергетика смеси, сжимаемость и турбулентность газа, реакционная способность смеси в условиях повышенных давлений и температур. Режим звуковых скоростей - уникальный, интригующий и перспективный для приложений режим горения.


6.
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТАВА ПРОДУКТОВ ДЕТОНАЦИИ СВОБОДНОГО ОБЪЕМА ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ

С. А. Губин, В. А. Шаргатов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
gubin_sa@mail.ru
Ключевые слова: модель химически равновесной смеси, продукты детонации, численное моделирование
Страницы: 46-52

Аннотация >>
Прямым численным моделированием задачи о детонации свободного объема газовой смеси исследовано изменение состава продуктов детонации, определены границы применимости модели химически равновесной смеси и проверено доказанное ранее достаточное условие применимости модели химически равновесной смеси. Подтверждены результаты о границах применимости модели химически равновесной смеси, полученные ранее приближенным методом.


7.
О ВОСПЛАМЕНЕНИИ И ГОРЕНИИ ДИСПЕРСНЫХ И НАНОДИСПЕРСНЫХ ГАЗОВЗВЕСЕЙ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

А. В. Фёдоров
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
fedorov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: газовзвесь, двумерная нестационарная гетерогенная детонация, слоевая и ячеистая детонация, воспламенение, горение, плавление микро- и наночастиц, численное моделирование
Страницы: 53-61

Аннотация >>
Дан краткий обзор полученных в ИТПМ СО РАН результатов математического моделирования распространения волн гетерогенной детонации в смеси мелких частиц алюминия в кислороде, воспламенения мелких частиц металлов в отраженных и проходящих ударных волнах, высокотемпературных потоках газов. Рассматривались одномерные стационарные и одно- и двумерные нестационарные течения реагирующей смеси. Определены течения в виде волн недосжатой, пересжатой детонации и детонации Чепмена - Жуге. Показаны устойчивость течения Чепмена - Жуге и недосжатой детонации относительно взаимодействия с волнами разрежения. Определены режимы сильного и слабого инициирования, для которых получено неплохое соответствие расчетных и экспериментальных значений энергии инициирования. В рамках двумерных нестационарных детонационных течений найдены слоевая детонация и ячеистая детонация для моно- и полидисперсных смесей. Разработаны оригинальные численные коды для решения нелинейных краевых задач воспламенения отдельных частиц. Внимание обращалось на точность передачи интегральных параметров (времени горения) некоторых экспериментальных данных в зависимости от температуры окружающей среды и др. Описано решение однофазной задачи Стефана о плавлении наноразмерной частицы.


8.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗОНЫ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ, ПАРАМЕТРОВ ПИКА НЕЙМАНА И СОСТОЯНИЯ В ПЛОСКОСТИ ЧЕПМЕНА - ЖУГЕ В ГОМОГЕННЫХ И ГЕТЕРОГЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВАХ

А. В. Фёдоров, А. Л. Михайлов, Л. К. Антонюк, Д. В. Назаров, С. А. Финюшин
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики
root@gdd.vniief.ru
Ключевые слова: гомогенные и гетерогенные ВВ, зона химической реакции, параметры детонации, параметры пика Неймана и состояния в плоскости Чепмена - Жуге, устойчивый и неустойчивый режимы детонации
Страницы: 62-68

Аннотация >>
Зарегистрированы параметры детонационных волн в гомогенных и гетерогенных взрывчатых веществах, определены зависимости длительности зоны химической реакции от критического диаметра. В жидких взрывчатых веществах исследован переход от устойчивого к неустойчивому режиму детонации, при этом зарегистрирован режим нормальной детонации с затянутым ударным скачком и определен период индукции теплового взрыва.


9.
ДИНАМИКА ФРОНТА ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ В ТВЕРДЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВАХ

Е. Б. Смирнов, А. Н. Аверин, Б. Г. Лобойко, О. В. Костицын, Ю. А. Беленовский, К. М. Просвирнин, А. Н. Киселёв
РФЯЦ, ВНИИ технической физики им. Е. И. Забабахина
ewgeny_smirnov@mail.ru
Ключевые слова: взрывчатое вещество, детонационная волна, стационарная детонация, скорость детонации, кривизна фронта, критический диаметр
Страницы: 69-78

Аннотация >>
Определяющая роль формы фронта в процессе распространении детонационной волны в газообразных смесях была обоснована К. И. Щёлкиным при построении теории спиновой детонации. Впоследствии однозначная связь искривления фронта с параметрами детонационной волны была многократно подтверждена в экспериментах, в том числе для конденсированных взрывчатых веществ (ВВ). Существование такой связи легло в основу построения теории динамики детонационного фронта, получившей развитие к концу XX в. В работе приведены результаты исследования распространения фронта детонационной волны в цилиндрических образцах низкочувствительного ВВ различного диаметра при одноточечном и плосковолновом инициировании. Установлена однозначная связь скорости детонации с кривизной фронта детонационной волны. В предположении зависимости скорости детонации от кривизны фронта получены обыкновенные дифференциальные уравнения, описывающие профили стационарного двумерного детонационного фронта для зарядов ВВ в форме пластины, цилиндра и кольца. При этом учитывалось, что краевой угол между нормалью к фронту и краем ВВ уникален для каждой комбинации ВВ и материала облицовки. Обнаружено, что один и тот же профиль детонационного фронта соответствует нескольким комбинациям материала облицовки и определяющего размера заряда (толщины пластины, радиуса цилиндра или внутреннего радиуса кольца). Сравнение экспериментальных профилей фронта вблизи краев зарядов ВВ для этих комбинаций дает данные по зависимости скорости детонации от кривизны фронта для низких скоростей, соответствующих режимам вынужденной детонации. Анализ ранее полученных данных для детонирующих кольцевых зарядов низкочувствительного ВВ показал, что при уменьшении скорости детонации полная кривизна фронта стремится к пределу около 0.05 мм-1, т. е. порядка обратного критического диаметра. Предел кривизны фронта позволяет предсказывать критический диаметр детонации.


10.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛОТНОСТИ ЭМУЛЬСИОННОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА НА ШИРИНУ ЗОНЫ РЕАКЦИИ

А. С. Юношев, А. В. Пластинин, В. В. Сильвестров
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
asyn@ngs.ru
Страницы: 79-88

Аннотация >>
Приведены экспериментальные зависимости ширины зоны реакции и критического диаметра детонации от начальной плотности при изменении плотности эмульсионного взрывчатого вещества (ВВ) от 0.5 до 1.33 г/см3. В качестве сенсибилизатора использовались микробаллоны из стекла. Для эмульсионного ВВ характерна U-образная зависимость критического диаметра от плотности, а время реакции и ширина зоны реакции монотонно увеличиваются с плотностью ВВ. Давление детонации исследуемых композиций изменяется в диапазоне 0.6 ÷ 12 ГПа.


11.
О МОДЕЛИ ГОРЕНИЯ ТНТ В УСЛОВИЯХ УДАРНОГО СЖАТИЯ

В. М. Бельский
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики
postmaster@ifv.vniief.ru
Ключевые слова: тротил, инициирование детонации, модель горения
Страницы: 89-96

Аннотация >>
Критические условия инициирования детонации в прессованном тротиле алюминиевыми и медными ударниками различной толщины использованы для определения модели его горения в условиях ударного сжатия. Численные значения входящих в нее констант определены из сравнения экспериментальных результатов с теоретическими зависимостями, описывающими поведение кривых потухания, разделяющих области инициирования и отказа детонации тротила. Теоретические выражения получены с использованием теории нестационарного горения порохов. При давлении 6 ГПа зависимость скорости горения от давления имеет излом.


12.
ДЕТОНАЦИЯ КАК ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД И КРИТЕРИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ ЧЕПМЕНА - ЖУГЕ НА ОСНОВЕ ТЕОРЕМЫ ГЛЕНСДОРФА - ПРИГОЖИНА. ВОЛНА РАЗРЕЖЕНИЯ

И. В. Кузьмицкий
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики
igork@vniief.ru
Ключевые слова: детонация (дефлаграция), фазовый переход, стационарные режимы с точкой Чепмена - Жуге, теорема Гленсдорфа - Пригожина, кинетическая функция минимального темпа производстве энтропии
Страницы: 97-106

Аннотация >>
Исследован вопрос о возможных стационарных режимах детонации, рассматриваемых как фазовый переход с точкой Чепмена - Жуге. Применена теорема Гленсдорфа - Пригожина о минимальном производстве энтропии для отбора стационарного режима Чепмена - Жуге.


13.
ИССЛЕДОВАНИЕ ИНИЦИИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИИ ТАТБ МЕТОДОМ ПРОТОННОЙ РАДИОГРАФИИ

В. В. Бурцев, В. А. Комрачков, А. Д. Ковтун, К. Н. Панов, А. В. Руднев, М. А. Сырунин
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, Институт экспериментальной газодинамики и физики взрыва
postmaster@ifv.vniief.ru
Ключевые слова: взрывчатое вещество, ударная волна, детонация, радиография, инициирование ВВ, распределение плотности
Страницы: 107-114

Аннотация >>
Радиографическим методом исследован процесс возбуждения детонации пластифицированного ТАТБ при ударно-волновом нагружении от накладного заряда-инициатора из взрывчатого состава на основе октогена. В экспериментах варьировался размер инициатора и начальная плотность заряда ТАТБ. При инициировании детонации ТАТБ часть вещества не реагирует, образуя так называемые «темные» зоны. По мере развития процесса детонация огибает «темные» зоны, не инициируя вещество внутри них. Проведено сравнение эволюции площади «темных» зон для образцов разной начальной плотности и для инициаторов различных размеров. По изображениям взрывного процесса построены контуры характерных границ и X-t-диаграммы распространения фронта детонационной волны при разных режимах нагружения. Получены и проанализированы распределения плотности за фронтом расходящейся детонационной волны в различные моменты времени.


14.
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ДЕТОНАЦИОННЫХ ВОЛН В НИТРОМЕТАНЕ И СМЕСИ НИТРОМЕТАН/МЕТАНОЛ

А. В. Уткин, В. М. Мочалова, В. А. Гаранин
Институт проблем химической физики РАН
utkin@icp.ac.ru
Ключевые слова: детонация, время реакции, нитрометан, смесь нитрометана с метанолом, неустойчивость детонационного фронта
Страницы: 115-121

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования структуры зоны реакции при стационарной детонации в нитрометане и его смесях с метанолом. Для чистого нитрометана определены характерное время реакции и детонационные параметры. Для смеси нитрометан/метанол представлена зависимость параметров детонации смеси от концентрации метанола. Показано, что в чистом нитрометане и при малых добавках метанола детонационный фронт устойчив либо размер неоднородностей фронта не превышает 1 мкм. При концентрации метанола 10 % и выше наблюдается неустойчивость фронта.


15.
ДЕТОНАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗБАВЛЕННЫХ ЖИДКИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ: СМЕСИ ТЕТРАНИТРОМЕТАНА С МЕТАНОЛОМ

А. В. Ананьин, С. А. Колдунов, В. А. Гаранин, С. И. Торунов
Институт проблем химической физики РАН
ananin@icp.ac.ru, skold@ficp.ac.ru
Ключевые слова: параметры детонации, электромагнитный метод, тетранитрометан, концентрационный предел, критический диаметр
Страницы: 122-126

Аннотация >>
Продолжены исследования, связанные с выяснением природы и механизма предела распространения детонации по концентрации при разбавлении жидких взрывчатых веществ невзрывчатыми жидкостями. В широком диапазоне концентраций разбавителя исследовано влияние на процесс детонации разбавления тетранитрометана метанолом. В экспериментах по подрыву смесей в стальных трубах различного диаметра получены данные по критическим (предельным) диаметрам. Проведено сопоставление с результатами выполненных ранее исследований смесей нитрометана с метанолом и нитробензолом. Рассмотрены отличия, обусловленные химическим взаимодействием тетранитрометана как активного окислителя с метанолом в качестве горючего компонента.


16.
СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ СМЕСИ ТЭНА И НАНОЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ

Б. П. Адуев, Г. М. Белокуров, Д. Р. Нурмухаметов, Н. В. Нелюбина
Институт углехимии и химического материаловедения СО РАН
iuxm@yandex.ru
Страницы: 127-132

Аннотация >>
Исследованы вероятность взрыва, а также давление продуктов взрывного разложения при импульсном лазерном воздействии (1 060 нм, 20 нс) на образцы тэна плотностью 1.73 г/см3 с различным содержанием наночастиц Al. Экспериментально установлено, что максимальная чувствительность и максимальное давление продуктов взрыва достигаются при массовой концентрации наночастиц 0.1 %. При этом чувствительность смеси увеличивается в ≈100 раз относительно образцов, не содержащих наночастиц. Наблюдаемый эффект связан с поглощением излучения непосредственно наночастицами с образованием «горячих точек», что приводит к инициированию экзотермической реакции в основном веществе. Показано, что при добавке 0.1 % Al чувствительность к удару уменьшается относительно образцов без добавки. Это позволяет рассматривать данный смесевой состав как перспективный материал для светодетонаторов. Ключевые слова: лазер, инициирование, тэн, наноматериалы, взрыв.


17.
КРИТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ ВОЛНЫ ПУЗЫРЬКОВОЙ ДЕТОНАЦИИ ПРИ ВЗРЫВЕ ПРОВОЛОЧКИ

А. В. Пинаев, И. И. Кочетков
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
avpin@ngs.ru
Страницы: 133-139

Аннотация >>
Экспериментально исследовано инициирование пузырьковой детонации короткой ударной волной от взрыва проволочки, находящейся в химически активной пузырьковой среде. Определены критические энергии инициирования детонации при различной объемной концентрации пузырьков. Показано, что при таком способе инициирования волна сжатия выходит на детонационный режим на длине ≈0.3 м. Установлено, что при взрыве проволочки внутри газожидкостной среды можно уменьшить критическую энергию инициирования пузырьковой детонации более чем на два порядка по сравнению с ее инициированием волной газовой детонации.
Ключевые слова: взрыв проволочки, ударная волна, скорость звука, жидкость, пузырьковая среда, пузырьковая детонация.