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

2013 год, номер 1

1.
ВЫРОЖДЕННЫЙ ВЗРЫВ ГРЕМУЧЕГО ГАЗА НА ТРЕТЬЕМ ПРЕДЕЛЕ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ, ИНИЦИИРУЕМЫЙ ПРОДУКТАМИ ГЕТЕРОГЕННОЙ РЕАКЦИИ НА МАЛОАКТИВНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ (КВАРЦЕ)

Е.Н. Александров1, Е.А. Маркевич1, С.Н. Козлов1, Д.С. Частухин1, Н.М. Кузнецов2
1Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН, 119334 Москва
28en1937@mail.ru
2Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 119991 Москва
Ключевые слова: гремучий газ, третий предел воспламенения, вырожденный взрыв, гетерогенный катализ реакции образования перекиси
Страницы: 3-14

Аннотация >>
На третьем пределе воспламенения измерен разогрев стенки реактора в период индукции и при взрыве. Показано, что в период индукции выделяется тепло, приблизительно равное теплу, выделившемуся при взрыве. Установлено, что в период индукции и под пределом скорость реакции меняется почти в 10 раз при смене очередности последовательного ввода в реактор водорода и кислорода. Это означает, что в этих случаях реакция в основном протекает на стенке реактора. Измерено суммарное количество перекиси водорода и пероксидного радикала HO2 ниже третьего предела воспламенения. Показано, что эти промежуточные продукты образуются в автокаталитической гетерогенной реакции. По совокупности данных, полученных в опытах и из литературы, установлено, что взрыв гремучего газа на третьем пределе — вырожденный. Взрыв происходит в результате накопления и распада в газе промежуточного продукта — перекиси водорода, которая образуется в основном на стенке реактора.


2.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЛАМИНАРНЫХ ПЛАМЕН ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПЕРЕМЕШАННЫХ СМЕСЕЙ ЭТАНОЛ/МЕТАН/КИСЛОРОД/АРГОН

Л. С. Тран, П. А. Глод, Ф. Баттэн-Леклерк
Университет Лоррена, 54001 Нанси, Франция
pierre-alexandre.glaude@univ-lorraine.fr
Ключевые слова: предварительно перемешанные ламинарные пламена, метан, этанол
Страницы: 15-23

Аннотация >>
Изучена структура стехиометрических ламинарных пламен метана, этанола и предварительно перемешанных смесей метана с 30 % этанола при низком давлении (6.7 кПа). Методом зондового отбора с последующим анализом на газовом хроматографе измерены профили молярных долей следующих компонентов пламен: CH4, C2H5OH, O2, Ar, CO, CO2, H2O, H2, C2H6, C2H4, C2H2, C3H8, C3H6, CH3–C≡CH (пропин), СН2=С=СН2 (аллен), CH2O и CH3HCO. Платинородиевыми термопарами измерены профили температуры пламен. Проанализированы сходство и различия в структуре пламен. Установлено, что во всех пламенах молярные доли промежуточных продуктов, содержащих два атома углерода, существенно превышают молярные доли продуктов с тремя атомами углерода. Молярные доли промежуточных продуктов максимальны в пламени этанола, несколько ниже в пламени этанол/метан и минимальны в пламени метана.


3.
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ТВЕРДОТОПЛИВНОГО ИМПУЛЬСНОГО ГЕНЕРАТОРА АЭРОЗОЛЕЙ ПРИ ТУШЕНИИ ВОЗГОРАНИЯ МЕТАНОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ШТРЕКАХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

А.Д. Рычков
Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск
rych@ict.nsc.ru
Ключевые слова: численное моделирование, горение газов, двухфазные реагирующие турбулентные течения, тушение пожаров
Страницы: 24-30

Аннотация >>
Моделируется работа импульсной аэрозольной системы тушения пожаров, возникающих при возгорании метановоздушной смеси в штреках и забоях угольных шахт. Вычислительный эксперимент показал, что такая система способна отсечь ударную волну, распространяющуюся по штреку угольной шахты, заполненному горючей метановоздушной смесью, подавить горение и защитить людей и оборудование в штреке от воздействия ударной волны.


4.
ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК КАРБОНАТА КАЛИЯ К ПОРОШКУ АЛЮМИНИЯ НА ДИСПЕРСНОСТЬ НАНОЧАСТИЦ A2O3, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ЛАМИНАРНОМ ПЫЛЕВОМ ФАКЕЛЕ

Н.И. Полетаев, Ю.А. Дорошенко
Институт горения и нетрадиционных технологий, Одесский национальный университет им. И. И. Мечникова, 65082 Одесса, Украина
incomb@ukr.net
Ключевые слова: факел алюминия, газодисперсный синтез, легкоионизируемые добавки, дисперсность продуктов горения, скорость коагуляции, пылевая плазма
Страницы: 31-44

Аннотация >>
Приведены результаты исследования влияния добавок K2CO3 на дисперсность продуктов горения газовзвеси частиц Al (средний диаметр частиц 4.8 мкм) в ламинарном диффузионном факеле. Экспериментально обнаружен экстремальный характер зависимости среднего размера частиц Al2O3 от концентрации добавки. При концентрации добавки K2CO3 0.5 % средний диаметр частиц Al2O3 составлял 30 нм, при концентрации добавки 5 % средний размер возрастал до 67 нм. Показано, что изменение среднего размера частиц Al2O3 в зависимости от концентрации легкоионизируемой добавки обусловлено взаимодействием пылевой и ионной подсистем плазмы продуктов горения в зоне реагирования в факеле. При высокой концентрации ионов (более 1020 м-3) это взаимодействие приводит к увеличению скорости коагуляции частиц Al2O3.


5.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ ТВЕРДОГО ПИРОЛИЗУЮЩЕГОСЯ ТОПЛИВА

Е.А. Салганский, Е.В. Полианчик, Г.Б. Манелис
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
sea@icp.ac.ru
Ключевые слова: фильтрационное горение, газификация, пиролиз, твердое топливо, макрокинетика
Страницы: 45-61

Аннотация >>
Предложена модель стационарного горения смеси частиц пиролизующегося твердого топлива с инертным материалом в противотоке газообразного окислителя. Химическая схема включает в себя пиролиз исходного топлива с образованием коксового остатка и газообразных продуктов (пиролизной смолы), окисление пиролизной смолы, окисление коксового остатка. Рассматривается процесс в бесконечном неадиабатическом реакторе. Одномерная однотемпературная модель включает в себя уравнения сохранения энергии системы и массы каждого компонента. Исходную систему уравнений решали для каждого типа тепловой структуры волны горения (нормальная и инверсная) асимптотическим методом с использованием приближения узкой зоны горения. Получены аналитические выражения, связывающие основные макрокинетические параметры процесса. Показано, что при малом содержании инертного компонента (в параметрической области инверсных волн) реализуется структура с полным протеканием пиролиза в зоне, отстоящей от фронта горения. В области нормальных волн наблюдается более полное сгорание топлива, что обеспечивается окислением части пиролизных смол.


6.
МЕХАНИЗМ ГОРЕНИЯ ГЕКСОГЕНА И ОКТОГЕНА И ВОЗМОЖНОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРЕНИЯ СИСТЕМ НА ИХ ОСНОВЕ

В.А. Струнин, Л.И. Николаева
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
vastr@icp.ac.ru
Ключевые слова: твердое ракетное топливо, гексоген, октоген, моделирование, механизм горения, регулирование характеристик горения
Страницы: 62-73

Аннотация >>
Моделирование горения циклических нитраминов (ЦНА) показало, что их горение протекает по одинаковому механизму с совместным влиянием процессов в конденсированной и газовой зонах. Для чистых веществ изменение характеристик горения возможно только при низких давлениях с помощью катализаторов, действующих в конденсированной фазе, при высоких давлениях эта проблема трудноразрешима. Рассмотрено горение двойных составов (ЦНА + горючее (Г), ЦНА + перхлорат аммония (ПХА)) и тройных (ПХА + ЦНА + Г). Показано, что механизм горения и регулирование его характеристик определяются химическим взаимодействием и теплообменом между реагентами, которые зависят от характерного размера частиц в системе.


7.
ПОЛУЭМПИРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ЧАСТИЦ ЖЕЛЕЗА

А.В. Фёдоров, А.В. Шульгин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
fedorov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: мелкие частицы металла, насыпка, время задержки воспламенения, математическое моделирование
Страницы: 74-79

Аннотация >>
Предложена точечная полуэмпирическая математическая модель, удовлетворительно описывающая экспериментальные данные по зависимости времени задержки воспламенения частиц железа от температуры окружающей среды с учетом зависимости предельных температур воспламенения от давления.


8.
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОЙ ДЕТОНАЦИИ В НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКИХ ВОДОРОДОКИСЛОРОДНЫХ СМЕСЯХ

С.А. Ждан, А.С. Сырямин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
zhdan@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: непрерывная детонация, камера сгорания, водородокислородные смеси, поперечные детонационные волны, структура течения, математическое моделирование, удельный импульс
Страницы: 80-90

Аннотация >>
В двумерной нестационарной газодинамической постановке сформулирована математическая модель непрерывной вращающейся детонации нестехиометрической водородокислородной смеси в кольцевой камере сгорания типа ракетного двигателя. Из анализа определяющих параметров установлено, что эта модель — задача на собственное значение, каковым является период задачи, который нельзя задавать произвольно, а необходимо искать в процессе решения. При численном моделировании динамики поперечных детонационных волн выяснено влияние коэффициента избытка горючего на структуру волн и удельный импульс, определены значения собственного числа — минимального периода задачи в зависимости от удельного расхода смеси. Показана их корреляция с экспериментом. При реализации непрерывной вращающейся детонации добавление к каналу постоянного сечения расширяющегося сопла приводит к росту удельного импульса.


9.
ИНИЦИИРОВАНИЕ ДЕТОНАЦИИ ПОРИСТОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА ВЫСОКОЭНТАЛЬПИЙНЫМ ПОТОКОМ ГАЗА

А.П. Ершов, А.О. Кашкаров, Л.А. Лукьянчиков, Э.Р. Прууэл
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
ers@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: инициирование, пористое взрывчатое вещество, переход горения в детонацию
Страницы: 91-105

Аннотация >>
Исследовано инициирование тэна насыпной плотности потоком горячего газа, созданным взрывом активного заряда, отделенного воздушным промежутком. Проведено сравнение экспериментальных данных, полученных методом синхротронной радиографии, с результатами расчетов по двухфазной, двухскоростной, двухтемпературной модели. Приемлемое согласие получено при учете двух процессов, ускоряющих реакцию: дробление частиц при компактировании порошка и интенсификация горения из-за неустойчивости испаряющегося поверхностного слоя вещества при обтекании частиц высокоскоростным потоком газа.


10.
МОДЕЛЬ УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОВ С ЭФФЕКТИВНЫМ УЧЕТОМ ИОНИЗАЦИИ. УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ Ta, W, Al, Be

Д.Г. Гордеев, Л.Ф. Гударенко, А.А. Каякин, В.Г. Куделькин
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607188 Саров
gug@vniiief.ru
Ключевые слова: уравнение состояния, тантал, вольфрам, алюминий, бериллий
Страницы: 106-120

Аннотация >>
Представлена модель широкодиапазонного полуэмпирического уравнения состояния металлов. Теплоемкость, коэффициенты Грюнайзена ионов и электронов являются функциями плотности и температуры. При низких температурах теплоемкость меняется в соответствии с теорией Дебая. Учитывается снятие вырождения электронного газа при повышении температуры. Эффективно учитывается влияние процессов ионизации на термодинамические функции. Уравнение состояния позволяет рассчитывать состояния в двухфазной области жидкость — пар. С использованием данной модели разработаны уравнения состояния W, Ta, Be, Al. Для своей области применимости уравнение состояния содержит относительно небольшое число свободных параметров, большинство из которых имеют физический смысл. Сравнение расчетов различных изолиний по уравнениям состояния с экспериментальными данными и с расчетами по другим моделям показало, что уравнения состояния W, Ta, Be, Al описывают большинство экспериментальных данных для этих веществ. В области сверхвысоких давлений и температур расчеты по уравнениям состояния удовлетворительно согласуются с расчетами по модели Томаса — Ферми с поправками.


11.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗРЫВНОГО СИНТЕЗА УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА Al2O3

Ж.-Ю. Ли1, С.-Цз. Ли2, Х.-Х. Янь2, Цз.-А. Пэн3
1Китайский университет нефти, Циндао, 266555 Шаньдун, КНР
li-rui-yong@163.com
2Даляньский технологический университет, Далянь, 116023 Ляонин, КНР
3Компания «Holvrieka», Наньтун, 226010 Цзянсу, КНР
Ключевые слова: ультрадисперсный порошок Al2O3, фаза, взрывной синтез, параметры взрыва
Страницы: 121-124

Аннотация >>
Исследовано влияние состава взрывчатого вещества (смесь Al(NO3)3×9H2O/гексоген/частицы вспененного полиэтилена) на фазовый состав и размеры ультрадисперсного Al2O3. Показано, что при плотности смесевого взрывчатого вещества 1.8 г/см 3 образуется высокотемпературная фаза α-Al2O3, а при плотности 1.3 г/см 3 — ультрадисперсная смесь (α +γ)-Al2O3 с преобладанием α-фазы. При плотности взрывчатого вещества 0.8 г/см 3 синтезируется низкотемпературная фаза γ-Al2O3.


12.
МЕХАНИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ КУМУЛЯТИВНЫХ ЗАРЯДОВ С ПОРИСТЫМИ ОБЛИЦОВКАМИ

Ю. И. Войтенко1, В.Г. Сергей1, А. Г. Драчук1, В. П. Бугаец2
1Украинский государственный геологоразведочный институт, 04114 Киев, Украина
voytenko@ukrdgri.gov.ua
2Научно-инженерный центр «Материалообработка взрывом» Института электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, 08631 Глеваха, Украина
Ключевые слова: детонация, кумулятивный заряд, облицовка, кумулятивная струя, порошковый материал, пористость материала
Страницы: 125-133

Аннотация >>
Представлены экспериментальные данные о пробитии кумулятивными зарядами с пористыми облицовками металлических мишеней, расположенных на расстояниях, меньших или соизмеримых с калибром заряда, а также некоторые экспериментальные данные о скорости кумулятивных струй исследованных зарядов с облицовками из металлических порошков.


13.
ГОРЕНИЕ ФУРАЗАНОТЕТРАЗИНДИОКСИДА

В.П. Синдицкий1, А.В. Буржава1, В.Ю. Егоршев1, А.Б. Шереметев2, В.П. Зеленов2
1Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047 Москва
vps@rctu.ru
2Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН, 119991 Москва
Ключевые слова: 1,2,5-оксадиазоло[34-e]-1, 2,3,4-тетразин-4,6-диоксид, фуразанотетразиндиоксид (FTDO), скорость горения, механизм горения, кинетика разложения
Страницы: 134-137

Аннотация >>
В бомбе постоянного давления в интервале давлений 0.1 ÷ 10 МПа исследовано горение фуразанотетразиндиоксида (FTDO). В неизотермических условиях при температурах 153 ÷ 179 °С измерена кинетика термического разложения FTDO в расплаве. Константы скорости неизотермического разложения описываются уравнением с энергией активации 26.5 ккал/моль. На основании проведенных исследований сделан вывод, что горение FTDO во всем исследованном интервале давлений подчиняется газофазной модели, т. е. ведущая реакция горения расположена в пламени.


14.
ИЗМЕРЕНИЕ ЯРКОСТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ ПРИ УДАРНОМ СЖАТИИ

С.А. Бордзиловский1,2, С.М. Караханов1, К.В. Хищенко3
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
bordz@ngs.ru
2Новосибирский государственный университет
3Объединенный институт высоких температур РАН, 125412 Москва
Ключевые слова: ударная волна, эпоксидный компаунд, температура, лазерный интерферометр
Страницы: 138-142

Аннотация >>
Пирометрическим методом измерена яркостная температура ударно-сжатой эпоксидной смолы EC141 NF в диапазоне давлений 19 ÷ 42 ГПа. Экспериментальные точки в пределах ошибки удовлетворительно согласуются с расчетом, проведенным в работе. Из результатов экспериментов следует, что область предполагаемого фазового перехода на плоскости температура — давление явно не выражена. На основании регистрации профилей массовой скорости на границе раздела смола — вода сделан вывод об отсутствии химического превращения в эпоксидном компаунде EC141 NF при давлении 22.5 ГПа в течение времени наблюдения.