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 2

1.
ВЛИЯНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ГОРЕНИЯ ВОДОРОДА НА ПРОЦЕССЫ ДЕГИДРИРОВАНИЯ В МЕМБРАННОМ РЕАКТОРЕ. II. ДЕГИДРИРОВАНИЕ ЭТАНА. ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

Е.В. Шелепова, А.А. Ведягин, А.С. Носков
Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, 630090 Новосибирск
shev@catalysis.ru
Ключевые слова: горение водорода, дегидрирование, термодинамически сопряженные процессы, каталитический мембранный реактор, математическое моделирование
Страницы: 3-10

Аннотация >>
Проведено математическое моделирование термодинамически сопряженного дегидрирования этана в мембранном реакторе. Показано преимущество процесса дегидрирования этана в мембранном реакторе с дополнительным горением водорода по сравнению с дегидрированием в трубчатом реакторе. Выполнена верификация математической модели данного процесса.


2.
ЛАМИНАРНОЕ ПЛАМЯ В ПРИБЛИЖЕНИИ СЛАБОЙ СЖИМАЕМОСТИ РЕАГИРУЮЩИХ ПОТОКОВ

М.Л. Зайцев1, В.Б. Аккерман2
1Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, 115191 Москва
mlzaytsev@gmail.com
2Университет Западной Виргинии, 26506-6106 Моргантаун, США
slava.akkerman@gmail.com
Ключевые слова: фронт реакции, гидродинамический разрыв, акустические колебания, дефлаграция, интегродифференциальные уравнения, гидродинамическое течение
Страницы: 11-19

Аннотация >>
Полная система гидродинамических уравнений, описывающих развитие неустойчивости фронта реакции в гидродинамическом приближении, сведена к замкнутой системе поверхностных уравнений с использованием переменных Лагранжа, интегралов движения и их аналогов. В адиабатическом приближении демонстрируется, как учесть звуковые колебания плотности газа, вызванные этим движением.


3.
СЛУЧАЙНЫЙ ШУМ И ДИНАМИКА ПОЛЮСОВ ПРИ НЕУСТОЙЧИВОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ ФРОНТА

О. Купервассер1,2, З. Олами2
1ООО «Транзист Видео», 119296 Сколково
olegkup@yahoo.com
2Институт им. Вейцмана, 76100 Реховот, Израиль
Ключевые слова: распространение пламени, динамика полюсов, нестационарный фронт, случайный шум, самоускорение
Страницы: 20-33

Аннотация >>
Рассматривается задача распространения пламени. Эта задача — пример неустойчивых фронтов, которые деформируются во многих масштабах. Используется аналитический инструмент разложения по полюсам в комплексной плоскости для анализа взаимодействия неустойчивого процесса роста со случайными начальными условиями и возмущениями. Доказано, что воздействие случайного шума огромно, и этим никогда нельзя пренебрегать в достаточно больших системах. Представлены расчеты, которые приводят к законам подобия для скорости и ускорения фронта как функции размера системы и уровня шума. Приведены аналитические аргументы, объясняющие эти результаты в терминах динамики полюсов, генерированных шумом.


4.
ВЛИЯНИЕ АЛЮМОСИЛИКАТНОЙ ВАТЫ НА СКОРОСТЬ ПЛАМЕНИ И ИЗБЫТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ ВЗРЫВА В ТРУБЕ

С.-Ц. Янь, Цз.-Л. Юй
Даляньский технологический университет, Далянь 116024, Китай
yujianliang@dlut.edu.cn
Ключевые слова: алюмосиликатная вата, скорость пламени, избыточное давление взрыва, подавление взрыва
Страницы: 34-39

Аннотация >>
Исследуются проблемы снижения скорости пламени, возникающего при взрывах предварительно перемешанных газов, а также уменьшения избыточного давления взрыва. В цилиндрической трубе диаметром 89 × 4.5 мм изучали характеристики процесса распространения пламени по стехиометрической смеси ацетилена и воздуха как в отсутствие, так и в присутствии алюмосиликатной ваты, закрепленной на внутренней поверхности трубы. Результаты измерений показали, что алюмосиликатная вата, характеризующаяся высокой удельной площадью поверхности, снижает приращение скорости пламени на выходе и существенно ослабляет давление взрыва при превышении критической длины пористой вставки.


5.
ТЛЕЮЩЕЕ ГОРЕНИЕ ПЫЛИ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ НА ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА

С. А. Эль-Сэид, Т. М. Хасс
Университет г. Загазиг, Эль-Шаркия, Египет
shamad53@hotmail.com
Ключевые слова: рисовая шелуха, температура поверхности нагрева, температура и время задержки воспламенения, размер частиц пыли, размеры образца
Страницы: 40-48

Аннотация >>
На нагревающихся поверхностях оборудования, такого, например, как шлифовальные машины, сушильные аппараты, горячие подшипники и т. д., скапливаются горючие пыли, которые при достаточно высокой температуре поверхности могут стать причиной воспламенения и пожара. Экспериментально определены минимальная температура поверхности нагрева, необходимая для воспламенения пыли, температура воспламенения самой пыли и время ее воспламенения. Изучено влияние диаметра частиц пыли и размера образца (толщины слоя пыли) на параметры воспламенения. Высокая точность определения границы между условиями воспламенения и невоспламенения достигнута путем проведения большого количества экспериментов. Результаты показывают, что с увеличением толщины слоя пыли минимально необходимая для ее воспламенения температура нагрева пластины уменьшается.


6.
ГРАДИЕНТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ НА ФРОНТЕ ГАЗОВОЙ ДЕТОНАЦИИ

Е.С. Прохоров
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
prokh@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: детонационные волны, степень пересжатия, продукты детонации, градиенты параметров, ускорение фронта
Страницы: 49-53

Аннотация >>
В рамках модели, основанной на предположении об изотермичности продуктов газовой детонации, получены так называемые градиентные соотношения — аналитические формулы, устанавливающие взаимосвязь между частными пространственными производными (градиентами) давления, плотности, массовой скорости газа за фронтом плоской детонационной волны и ускорением фронта. Показано, что полученные соотношения могут быть использованы для упрощенного описания пересжатых режимов детонации в химически реагирующем газе.


7.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИНИЦИИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИИ ПОПЕРЕЧНОЙ СТРУЕЙ ПЛАМЕНИ

В. Чжао, Ц.-С. Хань, Ц. Чжан
Нанкинский университет аэронавтики и астронавтики, 210016 Нанкин, Китай
hqx205@nuaa.edu.cn
Ключевые слова: горение, поперечные струи пламени, инициирование детонации, переход горения в детонацию, ударная волна
Страницы: 54-60

Аннотация >>
Представлены результаты исследования инициирования детонации поперечными струями пламени. Проведены серии одноцикличных экспериментов, в которых использовались стехиометрические пропанокислородные смеси, разбавленные азотом, при начальном атмосферном давлении как в форкамере сгорания с изменяющейся конфигурацией, так и в трубе диаметром 70 мм и длиной 1550 мм. Эксперименты показали, что диаметр сопла форсунки слабо влияет на переход горения в детонацию; конфигурация камеры сгорания также оказывает незначительное воздействие на длину перехода, но влияет на его длительность — последняя уменьшается с увеличением длины форкамеры сгорания. Для сравнения было экспериментально исследовано традиционное зажигание искрой. При этом инициирование детонации не наблюдалось в смесях с концентрацией азота до 65 %.


8.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОХОЖДЕНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ ЧЕРЕЗ ОБЛАКО ЧАСТИЦ В ДВУХСКОРОСТНОЙ ДВУХТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОСТАНОВКЕ

А.В. Фёдоров, Д.А. Тропин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
fedorov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: подавление детонации, математическое моделирование, смесь реагирующих газов и инертных частиц
Страницы: 61-70

Аннотация >>
Численно исследуются процессы подавления и гашения детонации водородокислородной смеси методом вброса инертных частиц в поле течения в рамках двухскоростной двухтемпературной модели механики гетерогенных сред. Определена волновая картина течения в инертном облаке частиц под воздействием ударных и детонационных волн. Показана правомерность применения односкоростной модели для описания процессов подавления и гашения детонации облаками крупных частиц. Выявлено влияние объемной концентрации и диаметра движущихся частиц на скорость детонационной волны, изучен предельный переход от замороженного детонационного течения, реализующегося при больших диаметрах частиц, к равновесному при малых диаметрах. Определены геометрические пределы детонации и проведено сравнение с подобными результатами расчетов по односкоростной модели.


9.
РЕАКТИВНАЯ ТЯГА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ ДЕТОНАЦИИ В РЕЖИМЕ ЭЖЕКЦИИ ВОЗДУХА

Ф.А. Быковский, С.А. Ждан, Е.Ф. Ведерников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
bykovskii@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: эжекция воздуха, проточная камера сгорания, водородовоздушная смесь, непрерывная спиновая детонация, пульсирующая детонация, реактивная тяга, удельный импульс тяги
Страницы: 71-79

Аннотация >>
В режиме эжекции воздуха экспериментально исследованы процессы непрерывной спиновой и пульсирующей детонации, а также горения водородовоздушной смеси в проточной кольцевой камере диаметром 306 мм. Удельные расходы водорода составляли 0.6 ÷ 9.8 кг/(с × м2). Установлено, что наибольшие удельные импульсы тяги камеры сгорания достигаются при непрерывной спиновой детонации. В среднем они превышают в 1.5 раза соответствующие величины при сжигании смеси в продольных детонационных волнах, в 2 раза — при обычном горении (в 3 раза при максимальном импульсе тяги 2200 м/с), в 10 раз — при истечении холодного водорода. Изменение удельного расхода водорода начиная от величины ≈1.2 кг/(с × м2), соответствующей максимальному импульсу тяги, уменьшает его значение, причем более резко при приближении к пределам детонации по удельному расходу водорода. Вблизи верхнего предела при значении удельного расхода водорода 3 кг/(с × м2) в исследованной детонационной камере развивается максимальная реактивная тяга — 83 Н.


10.
ГОРЕНИЕ И САМОПРОИЗВОЛЬНОЕ ПОГАСАНИЕ ПОРИСТЫХ УГЛЕРОДНЫХ ЧАСТИЦ В АЗОТНО-КИСЛОРОДНЫХ СМЕСЯХ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

В.В. Калинчак, А.С. Черненко
Одесский национальный университет им. И. И. Мечникова, 65082 Одесса, Украина
teplophys@onu.edu.ua
Ключевые слова: пористая однородная частица, тепло- и массообмен, вынужденное зажигание, самопроизвольное погасание, теплопотери на излучение, стефановское течение
Страницы: 80-88

Аннотация >>
С учетом стефановского течения и теплопотерь на излучение анализируется влияние начальной температуры пористой углеродной частицы на характеристики ее горения и самопроизвольного погасания. Показано, что при вынужденном зажигании (повышении начальной температуры частицы) диаметр и плотность частицы после самопроизвольного погасания практически не изменяются. В результате остаются частицы одинакового диаметра, но разной плотности. Показана применимость зависимости диаметра частицы от стационарной температуры для определения максимальной температуры горения и диаметра частицы при ее самопроизвольном погасании. Проанализировано влияние концентрации кислорода на области зажигания пористой углеродной частицы, определяемой начальными диаметрами и температурами частицы. Анализ значений диффузионно-кинетических отношений показал соизмеримость вкладов каждой из двух основных гетерогенных реакций окисления углерода в тепло- и массообмен частицы с окружающим газом.


11.
ТЕПЛОВЫЕ И СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СОСТАВОВ И СООТВЕТСТВУЮЩИХ АЭРОЗОЛЕЙ

Т. Зечеру1,3, А. Лунгу2, П.-З. Иордаче1, Т. Ротариу3
1Научно-исследовательский центр химической, биологической, радиологической, ядерной защиты и экологии, 041309 Бухарест, Румыния
2Политехнический университет Бухареста, 010072 Бухарест, Румыния
3Военно-техническая академия, 050141 Бухарест, Румыния
traian.rotariu@gmail.com
Ключевые слова: горение, пиротехника, энергия активации, неизотермические условия
Страницы: 89-101

Аннотация >>
Исследование определенных термохимических процессов позволяет понять процессы горения и тем самым оценить характеристики безопасности и параметры различных энергетических систем. В данной работе методами ТГА и ДТА исследованы пять различных энергетических составов. Определены константы скорости реакции и энергии активации. Методами СЭМ, ЭДРС и РФЭС проведен анализ твердых продуктов горения. Результаты кинетического анализа для неизотермических условий показали важный результат: зажигательные составы имеют более высокую энергию активации (вплоть до 400 кДж/моль), чем световые составы, у которых она составляет 150÷250 кДж/моль.


12.
ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ Al—C НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ТЭНА К ЛАЗЕРНОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

Б.П. Адуев1, Д.Р. Нурмухаметов1, В.П. Ципилев2, Р.И. Фурега1
1Институт углехимии и химического материаловедения СО РАН, 650000 Кемерово
lesinko-iuxm@yandex.ru
2Томский политехнический университет, 634050 Томск
Ключевые слова: лазер, инициирование, тэн, наночастицы, взрыв
Страницы: 102-105

Аннотация >>
Измерены пороги взрывчатого разложения тэна (пентаэритриттетранитрата) с добавками ультрадисперсных частиц механокомпозита Al—C в зависимости от концентрации последнего в экспериментальных образцах при воздействии лазерных импульсов (1.064 нм, 12 нс). Плотность образцов 1.73 г/см3, размер частиц Al—C в максимуме распределения 220 нм. Оптимальная концентрация механокомпозита в образцах, при которой достигается минимальный порог взрывчатого превращения, соответствующий 50%-й вероятности взрыва при плотности энергии 4 Дж/см2, составила 0.1÷0.3 %. Проведено сравнение с экспериментальными данными, полученными для образцов с добавками наночастиц алюминия.


13.
ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЕ ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ В МЕГАБАРНОМ ДИАПАЗОНЕ ДАВЛЕНИЙ УДАРНОГО СЖАТИЯ

А.А. Голышев, А.М. Молодец
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
golyshev@icp.ac.ru
Ключевые слова: ударные волны, электросопротивление, политетрафторэтилен, манганиновый датчик
Страницы: 106-112

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментов, в которых определено электросопротивление полимерной изоляционной композиции (тефлоновой пленки и вакуумной смазки) в условиях ступенчатого ударного сжатия при давлениях до 150 ГПа. Полученные данные могут быть использованы в экспериментах по измерению электропроводности материалов в данном диапазоне ударных давлений.


14.
НОВЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ЭМУЛЬСИОННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ КОМПОЗИЦИЙ

А.С. Юношев, С.И. Рафейчик, А.В. Пластинин, В.В. Сильвестров
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
asyn@ngs.ru
Ключевые слова: эмульсионные ВВ, соединение стержней, взрывное плакирование
Страницы: 113-118

Аннотация >>
Рассматриваются применения эмульсионных взрывчатых композиций для соединения стержней строительной арматуры и восстановления изношенной резьбы на оси колесной пары железнодорожных вагонов. Композиции не содержат индивидуальных взрывчатых веществ и значительно повышают безопасность ведения прикладных взрывных работ по металлу.


15.
ИНИЦИИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МОСТИКА ПОСЛЕ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ

С.-Ж. Го, Л. Чжан, Ш.-Г. Чжу, Я. Ли, П. Ма
Нанкинский научно-технологический университет, 210094 Нанкин, Китай
zhusg@mail.njust.edu.cn
Ключевые слова: электростатический разряд, полупроводниковый мостик, инициирующие характеристики, пороговое напряжение, многократные разряды
Страницы: 119-126

Аннотация >>
Изучалось разрушение полупроводниковых мостиков типичного и миниатюрного детонаторов в результате воздействия электростатических разрядов. Определялись форма полупроводниковой пленки, изменение сопротивления, инициирующие характеристики и пороговое напряжение их нарушения. Исследовано влияние многократных электростатических разрядов на состояние мостика.


16.
ПОЛУЧЕНИЕ СВЕРХТВЕРДЫХ КУМУЛЯТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ ПУТЕМ РАЗЛОЖЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОЛЕЙ

С.А. Громилов1,2, С.П. Храненко1, Е.Ю. Семитут1, И.Б. Киреенко1, С.А. Кинеловский2,3
1Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, 630090 Новосибирск
grom@niic.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
3Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: взрыв, кумулятивный синтез, вольфрам, кобальт, комплексная соль, рентгенофазовый анализ, покрытие, микротвердость
Страницы: 127-132

Аннотация >>
Исследовано поведение двух новых комплексных солей, содержащих атомы кобальта и вольфрама, при различных термических воздействиях. Установлено, что при нагревании на воздухе соль [Со(NH3)6](WO4)NOвзрывается при 260 °C, а при дальнейшем нагревании до 800 °C образуется смесь оксидных фаз. Нагревание [CoEn3]2(W7О24) × nН2О проходит без взрыва и также с образованием оксидов кобальта и вольфрама. Комплексные соли использованы при получении сверхтвердых (микротвердость по Виккерсу до 35.8 ГПа) кумулятивных покрытий на титановых шайбах. Высокие значения микротвердости связываются с образованием на поверхности мишеней карбонитридных кристаллических фаз.


17.
О ЛОКАЛИЗАЦИИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ВЗРЫВНОМ ПЛАКИРОВАНИИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ СПЛАВОМ ИНКОНЕЛЬ 625

Х. Р. З. Раджани, С. А. А. А. Мусави
Университет Тегерана, Тегеран, Иран
hamid.r.zareie@ut.ac.ir
Ключевые слова: плакирование взрывом, сплав Инконель 625, низкоуглеродистая сталь, локализация пластической деформации, образование микротрещин
Страницы: 133-143

Аннотация >>
Исследованы критические условия локализации пластической деформации при взрывном плакировании низкоуглеродистой стали сплавом Инконель 625. В исследуемом диапазоне параметров соударения при энергии удара до 205 кДж внутри сплава не обнаружено полос адиабатического сдвига — основного признака локализации деформации. В низкоуглеродистой стали при энергии удара более 78÷114 кДж локализация деформации наблюдается и внутри полос адиабатического сдвига развиваются микротрещины. Для объяснения результатов и изучения термомеханического поведения материалов использована модель Джонсона — Кука.


18.
ИНИЦИИРОВАНИЕ ГОРЕНИЯ ОПТИЧЕСКИМ РАЗРЯДОМ В СВЕРХЗВУКОВОЙ МЕТАНОВОЗДУШНОЙ СТРУЕ

В.Н. Зудов1, Г.Н. Грачев2, В.Л. Крайнев1, А.Л. Смирнов2, П.К. Третьяков1, А.В. Тупикин1,3
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
zudov@itam.nsc.ru
2Институт лазерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск
3Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: оптический разряд, гомогенное горение, сверхзвуковая нерасчетная струя, спектрозональная регистрация
Страницы: 144-147

Аннотация >>
Проведены первые экспериментальные исследования воздействия лазерной плазмы, создаваемой сфокусированным импульсно-периодическим излучением СО2-лазера, на формирование и развитие горения в сверхзвуковом потоке гомогенных метановоздушных смесей. Результаты спектрозональной регистрации свидетельствуют о принципиальной возможности инициирования горения оптическим разрядом. Сформулированы условия, необходимые для стабилизации горения.