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 4

1.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАМИНАРНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ ПРИ ГОРЕНИИ В НЕМ ВОДОРОДА

Э. П. Волчков, В. В. Лукашов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
luka@itp.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой, пористый вдув, горение водорода, теплообмен
Страницы: 3-10

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования ламинарного пограничного слоя при горении в нем водородоазотной топливной смеси, равномерно вдуваемой через пористую стенку в поток воздуха. Получены данные, характеризующие условия воспламенения. На основании зарегистрированных распределений температуры анализируется изменение положения и температуры фронта пламени по длине в зависимости от скорости набегающего потока (1÷4 м/с), интенсивности вдува и состава топлива. Показано, что теплообмен может быть удовлетворительно описан «стандартной» зависимостью для пограничного слоя с граничными условиями второго рода.


2.
ГОРЕНИЕ ГАЗОВ В УЗКОМ КАНАЛЕ ПРИ ПОВЫШЕННОМ ДАВЛЕНИИ

В. В. Замащиков
Институт химической кинетики и горения СО РАН
albor@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: горение с избытком энтальпии, критический диаметр, гашение, узкий канал
Страницы: 11-22

Аннотация >>
Приведены экспериментальные результаты по влиянию давления на скорость распространения пламени в трубке, диаметр которой близок к критическому. Исследовался режим горения, важной особенностью которого является передача тепла по стенке трубки от продуктов горения в свежую смесь. В качестве горючих газов использовались метано- и водородовоздушные смеси. Эксперименты показали, что с ростом давления скорость распространения метановоздушного пламени уменьшается, тогда как скорость распространения водородовоздушного почти не изменяется. Такое поведение объясняется зависимостью нормальной скорости от давления.


3.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРА НА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДЫ В ПЛАМЕНИ

Е. Н. Чесноков, П. В. Кошляков, А. Г. Шмаков, О. П. Коробейничев, Д. А. Князьков, С. А. Якимов
Институт химической кинетики и горения СО РАН
chesnok@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: лазер на свободных электронах, излучение терагерцового диапазона, пламя
Страницы: 16-22

Аннотация >>
Исследована возможность измерения концентрации молекул H2O в пламени по поглощению излучения лазера на свободных электронах терагерцового диапазона. Для этих измерений использована линия поглощения во вращательном спектре H2O на частоте 77.32 см-1. Эта линия обладает малой интенсивностью при комнатной температуре, в то время как при температуре около 1000 K ее интенсивность сравнима с наиболее сильными линиями. Экспериментально и теоретически исследована зависимость коэффициента поглощения излучения на частоте 77.32 см-1 от температуры. Продемонстрирована возможность применения метода для измерений в сажистом пламени смеси С2Н4O2/Ar, сильно рассеивающем излучение видимого и УФ диапазонов.


4.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФЛАГРАЦИОННОГО ВЗРЫВА В ВЕНТИЛИРУЕМОМ ОБЪЕМЕ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ПЛАМЕНИ

Ш. Р. Губба1, С. С. Ибрагим2, В. Малаласекера1
1 Школа машиностроения и технологии производства им. Вольфсона, Университет Лафборо
2 Факультет авиационного и автомобильного машиностроения, Университет Лафборо
S.Gubba@MMU.ac.uk, s.s.ibrahim@lboro.ac.uk, w.malalasekera@lboro.ac.uk
Ключевые слова: LES-метод, турбулентное пламя предварительно перемешанной смеси, динамическая FSD-модель, фрактальная размерность
Страницы: 23-37

Аннотация >>
Методом крупных вихрей с применением динамической модели поверхностной плотности теплового потока пламени (FSD) исследовано распространение нестационарных турбулентных пламен в предварительно перемешанной газовой смеси в вентилируемой взрывной камере в присутствии ряда препятствий. Химическое превращение описано одностадийной глобальной реакцией, которая моделирует реакцию горения стехиометрической смеси пропан - воздух. FSD-модель для скорости реакции реализована численно с использованием двух моделей подсеточного масштаба. Первая основана на эмпирической корреляции флуктуаций скорости подсеточного масштаба, вторая - на идеях подобия при описании искривленного фронта пламени, рассматриваемого как фрактальная поверхность. Результаты расчетов проанализированы, и проведено их сравнение с результатами, полученными по простой алгебраической модели FSD, и с данными экспериментов. Показано, что динамические модели FSD приводят к лучшим результатам, чем алгебраическая модель FSD. Сравнение демонстрирует важную роль вкладов от неразрешенной части FSD, результаты расчета хорошо согласуются с экспериментальными данными по структуре пламени и результатами измерений избыточного давления и скоростей горения.


5.
ГАЗОДИНАМИКА И ТЯГА ВЫХОДНОГО УСТРОЙСТВА РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОЛЬЦЕВЫМ СОПЛОМ

В. А. Левин1, Н. Е. Афонина1, В. Г. Громов1, Г. Д. Смехов1, А. Н. Хмелевский1, В. В. Марков2
1 Институт механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова
2 Институт механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова Математический институт им. В. А. Стеклова РАН
Ключевые слова: кольцевое сопло, выходное устройство, реактивный двигатель, уравнения Навье - Стокса, горение
Страницы: 38-50

Аннотация >>
Представлены результаты комплексного расчетно-экспериментального исследования динамики течения равновесных продуктов сгорания стехиометрических ацетиленовоздушных смесей в выходном устройстве реактивного двигателя с кольцевым соплом. Приведены результаты численного решения нестационарных уравнений Навье - Стокса для многокомпонентной химически неравновесной модели газовой среды. Экспериментальные исследования проведены в импульсной аэродинамической установке. Определены тяговые характеристики выходного устройства и выявлены особенности структуры устанавливающегося в нем стационарного течения.


6.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ИНТЕНСИВНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ПРЯМОТОЧНОЙ ЭЖЕКТОРНОЙ КАМЕРЕ СГОРАНИЯ И ИХ ПОДАВЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ РЕЗОНАТОРОВ

В. Б. Курзин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
kurzin@nsc.ru
Ключевые слова: камера, акустические колебания, собственная частота, струя, неустойчивость, резонатор
Страницы: 51-57

Аннотация >>
Построена математическая модель, описывающая механизм возникновения интенсивных акустических колебаний в прямоточной эжекторной камере сгорания, основанная на неустойчивости собственных акустических колебаний в камере при истечении струи. В качестве обратной связи, необходимой для возникновения неустойчивости акустических колебаний, принято их взаимодействие с нестационарным движением газа, индуцируемым вихревой пеленой, сбегающей с кромок камеры. Разработан алгоритм решения задачи о подавлении интенсивных акустических колебаний в камере с помощью резонаторов. Проведено сравнение полученных теоретических результатов с известными результатами экспериментальных исследований


7.
ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО ИМПУЛЬСА И ТЕМПЕРАТУРЫ ГОРЕНИЯ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА ОТ ЕГО ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА И ТЕПЛОСОДЕРЖАНИЯ

Д. Б. Лемперт, Е. М. Дорофеенко, С. И. Согласнова, Г. Н. Нечипоренко
Институт проблем химической физики РАН
lempert@icp.ac.ru
Ключевые слова: ракетные топлива, температура горения, удельный импульс
Страницы: 58-62

Аннотация >>
Изучено влияние энтальпии образования суммарной композиции и элементного состава композиции ракетного топлива на базе элементов C, H, N и O на температуру горения и удельный импульс с целью поиска пути создания композиций с температурой горения не выше допустимой, но с максимально высоким удельным импульсом. Найдены количественные зависимости, связывающие вышеуказанные параметры. Показано, что существует определенный коридор в области существования композиций, удовлетворяющих поставленным требованиям по температуре горения и удельному импульсу. Полученные данные позволяют определить возможность создания составов с максимальными значениями удельного импульса.


8.
ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ АЗОТА И СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ В СМЕСИ Fe2O3/Al НА ГОРЕНИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ

С. Л. Силяков, В. А. Горшков, В. И. Юхвид
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН
ssl@ism.as.ru
Ключевые слова: горение, автоволновой синтез, диспергирование, температура горения, сепарация фаз, продукты горения, литой оксинитрид алюминия
Страницы: 63-67

Аннотация >>
Показана возможность получения литых оксинитридов алюминия в режиме горения железоалюминиевого термита в среде азота. Горение осуществляли в герметичном реакторе при начальном давлении азота до 10 МПа. Показано влияние начального давления азота и содержания алюминия (сверх стехиометрического) в исходной смеси на содержание связанного азота в оксидном продукте синтеза. На основании термодинамического расчета и экспериментальных результатов предложена модель химического превращения исходной смеси в волне горения в условиях образования двухфазного высокотемпературного расплава.


9.
ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ РАЗОГРЕВА В ХОДЕ ГОМОГЕННЫХ РЕАКЦИЙ ПЕРВОГО ПОРЯДКА

В. Ю. Филимонов
Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова
vyfilimonov@rambler.ru
Ключевые слова: кинетика реакции, тепловой взрыв, фазовая траектория, параметрическая диаграмма, режимы разогрева
Страницы: 68-75

Аннотация >>
На основе анализа структуры фазовых траекторий рассмотрены качественные особенности режимов саморазогрева для гомогенных реакций первого порядка. Переход к рассмотрению зависимости скорости разогрева от температуры, позволил расширить основные результаты теории теплового взрыва Семенова и перейти к двумерной параметрической диаграмме, что дает возможность определять критические условия воспламенения с учетом кинетического торможения. Установлено, что на диаграмме «критерий Тодеса - обратная величина критерия Семенова» имеются четыре характерные области с различной кинетикой, две из них являются предельными, а две - переходными. Проведен расчет границ областей, показано, что классическая теория теплового взрыва представляет собой частный случай проекции этих границ на область изменения критерия Семенова.


10.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХ ТИПОВ СРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ КАПЛИ В ПОТОКЕ ЗА УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

В. М. Бойко, С. В. Поплавский
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
s.poplav@itam.nsc.ru
Ключевые слова: ударные волны, газокапельные смеси, аэродинамическое разрушение капель
Страницы: 76-82

Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования двух режимов срывного разрушения капель маловязких жидкостей в потоке за ударной волной в диапазоне чисел Вебера 200÷ 8 000. На основании данных по деформации и обтеканию капли построена феноменологическая картина ее разрушения. Сформулирован физический критерий смены срывных механизмов разрушения.


11.
ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ТЕЧЕНИЯ ОКОЛО СИСТЕМЫ ТЕЛ ЗА ПРОХОДЯЩЕЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

И. А. Бедарев, А. В. Фёдоров, В. М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
fedorov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: ударные волны, взаимодействие скачков уплотнения, численное моделирование
Страницы: 83-92

Аннотация >>
Проведено численное моделирование падения ударной волны на систему цилиндров и сфер. Описаны режимы обтекания системы тел, проведен параметрический анализ изучаемого явления. На основе многочисленных расчетов составлена карта режимов обтекания с индивидуальной и коллективной ударной волной вблизи тел в зависимости от числа Маха набегающего потока и расстояния между телами.


12.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРОВОГО ВЗРЫВА ФРАГМЕНТОВ ОЛОВА И ОКСИДА АЛЮМИНИЯ В ВОДЕ

К.-Х. Ким, Д. Д. Йох
Сеульский национальный университет, Школа механических и аэрокосмических технологий
jjyoh@snu.ac.kr
Ключевые слова: паровой взрыв, фазовое превращение, ударная волна
Страницы: 93-102

Аннотация >>
Процесс парового взрыва включает взрывоподобное фазовое превращение тонкой жидкой пленки в пар, сопровождающееся разительным изменением свойств материала при переходе через ударную волну высокого давления. Энергия, выделяющаяся в течение подобного процесса, может возрастать до уровня, характерного для химических взрывов взрывчатых веществ. Так как для инициирования парового взрыва не требуется топливовоздушная химическая реакция, процесс можно рассматривать как экологичную реакцию, протекающую без образования загрязняющих веществ. Однако фазовое изменение, при котором происходит тысячекратное увеличение объема пара при быстром испарении пленки, является естественным следствием внезапного изменения плотности при прохождении через фазовый фронт, что характерно для генерации взрывной волны. Пар высокого давления, образующийся без химической реакции, расширяется как сферическая волна с постоянной скоростью, предсказываемой соотношениями Ренкина - Гюгонио на ударной волне. Предложена новая методология описания парового взрыва, основанная на понятиях ударной волны и теории фазового поля.


13.
НОВЫЙ ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА С ФАЗОВЫМ ПЕРЕХОДОМ НА ФРОНТЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ФЕНИЛОНА

И. В. Кузьмицкий, М. В. Жерноклетов, В. В. Комиссаров
РФЯЦ ВНИИ экспериментальной физики
igork@vniief.ru
Ключевые слова: метод отражения, модификация метода при фазовом переходе, «полный» опыт, точка «старта» ударной адиабаты второй фазы, уточнение адиабаты второй фазы
Страницы: 103-113

Аннотация >>
Проведено уточнение параметров второго фазового состояния фенилона по совокупности независимых измерений в ударно-волновых экспериментах одновременно трех физических величин («полный» опыт). Экспериментально подтверждено, что методика определения ударных адиабат с использованием метода отражения дает правильные результаты лишь для случаев, когда на фронте ударной волны фазовое состояние материала не меняется. Эту методику необходимо дополнить прямыми измерениями давления в исследуемом материале с фазовым превращением и методами определения точки «старта» ударной адиабаты второго фазового состояния (P_{eSW»,U_{eSW»).


14.
ОЦЕНКА ТОЛЩИНЫ ФРОНТА УДАРНОЙ ВОЛНЫ В ЖИДКОСТИ НА ОСНОВЕ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ - СТОКСА С ПРИМЕНЕНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННОЙ МОДЕЛИ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА

А. Б. Медведев
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики
postmaster@ifv.vniief.ru
Ключевые слова: жидкость, уравнение состояния, вязкость, теплопроводность, модель Ван-дер-Ваальса, ударная волна
Страницы: 114-122

Аннотация >>
На основе решения уравнений Навье - Стокса с применением для уравнения состояния и коэффициентов переноса выражений, определяемых модифицированной моделью Ван-дер-Ваальса, рассчитаны профили стационарных плоских ударных волн в жидком аргоне. Результаты сопоставлены с выполненными ранее расчетами методом молекулярной динамики и расчетами на основе решения уравнений Навье - Стокса с использованием потенциала Леннарда - Джонса. Показано их удовлетворительное совпадение в диапазоне давлений ≈1÷40 ГПа. По-видимому, приблизительно такой же, как для аргона, точности оценки толщины ударных волн на основе рассматриваемого подхода можно ожидать и для других простых жидких веществ. Достоинством подхода является относительная простота выражений для термодинамических и кинетических характеристик жидкости, параметры которых могут быть достаточно легко откалиброваны на основе доступных экспериментальных данных о сжимаемости.


15.
СИНТЕЗ, СТРУКТУРА, ТЕРМОДЕСТРУКЦИЯ И СВОЙСТВА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА - ПРОДУКТА СОКРИСТАЛЛИЗАЦИИ ХЛОРНОЙ КИСЛОТЫ И АМИНОВ

П. Ма, Л. Чжан, Ш.-Г. Чжу, Х.-Х. Чень
Школа химической инженерии, Нанкинский научно-технологический университет
mapengcn@yahoo.com
Ключевые слова: сокристаллические материалы, кристаллическая структура, перхлорат амина
Страницы: 123-128

Аннотация >>
Молекулярная и кристаллическая структура энергетического материала - тетраперхлората этилендиамина-триэтилендиамина, получаемого методом сокристаллизации, охарактеризована с помощью дифракционного рентгеновского анализа. Кристаллическая структура соединения относится к группе Cmc21 ромбической сингонии с размерами элементарной ячейки a=8.1030± 0.0016 Å, b=24.725± 0.005 Å, c=10.195± 0.002 Å. Механизм термического разложения исследованного соединения изучен методами Киссинджера и Озавы. Тест на чувствительность показал, что исследованное соединение является взрывчатым.


16.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ФРОНТА ВОЛНЫ РЕАКЦИИ ВЗРЫВНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ АЗИДА СЕРЕБРА

В. Г. Кригер, А. В. Каленский, А. А. Звеков, А. П. Боровикова, Е. А. Гришаева
Кемеровский государственный университет
kriger@kemsu.ru
Ключевые слова: азиды тяжелых металлов, лазерное инициирование, волна реакции взрывного разложения, детонация
Страницы: 129-136

Аннотация >>
С использованием разработанной методики определена ширина волны реакции взрывного разложения в нитевидных монокристаллах (v = 1.2 ± 0.2 км/с, l = 230 ± 30 мкм) и прессованном порошке (v = 4.0 ± 0.4 км/с, l = 110 ± 10 мкм) азида серебра. Показано, что в режиме распространения реакции со скоростью 1.2 ± 0.2 км/с волна разложения, в отличие от детонационной волны, практически симметрична.