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 3

1.
КОНДУКТИВНО-РАДИАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ЛАМИНАРНОГО ПЛАМЕНИ В ПЫЛЯХ

А.Е. Сидоров, В.Г. Шевчук, Е.Н. Кондратьев
Институт горения и нетрадиционных технологий Одесского национального университета им. И. И. Мечникова, 65026, Одесса, Украина
incomb@ukr.net
Ключевые слова: газовзвесь, скорость пламени, кондуктивный и радиационный теплоперенос, магний
Страницы: 3-10

Аннотация >>
Предложена математическая модель ламинарного пламени в газовзвесях, частицы которых горят в диффузионном режиме. Учитываются кондуктивная и радиационная теплопередача в волне горения, различие температур и скоростей твердой и газовой фаз. Получено аналитическое выражение для нормальной скорости пламени, описывающее ее зависимость от концентраций горючего и окислителя и размера частиц. Теоретические расчеты хорошо согласуются с экспериментальными данными по зависимости скорости пламени от размера частиц в аэровзвесях магния. Проведены оценки относительной роли радиационной теплопередачи и седиментации частиц во взвеси.


2.
ОБ АДЕКВАТНОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО И ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОРЕНИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

И.Г. Ассовский1, А.Г. Мержанов2
1Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 119991, Москва
assov@chph.ras.ru
2Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432, Черноголовка
merzh@ism.ac.ru
Ключевые слова: высокоэнергетические материалы, модели горения
Страницы: 11-21

Аннотация >>
Рассматриваются вопросы теоретического и экспериментального моделирования процесса горения высокоэнергетических материалов в технических устройствах. Формулируются требования к моделированию, критерии достоверности моделирования, а также критерии подобия условий горения. Классификация адекватности теоретического и экспериментального моделирования рассматривается с учетом особенностей внутрикамерного горения высокоэнергетических материалов в технических устройствах.


3.
МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ЭРОЗИОННОГО ЭФФЕКТА

К.О. Сабденов, М. Ерзада
Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, 010008, Астана, Казахстан
sabdenovko@yandex.kz
Ключевые слова: отрицательный эрозионный эффект, критическое число Вилюнова, число Булгакова — Липанова
Страницы: 22-33

Аннотация >>
Предложен механизм возникновения отрицательного эрозионного горения (эффекта) в канале топливного заряда ракетного двигателя. Снижение скорости горения возникает вследствие падения температуры пламени за счет перехода тепла химических реакций в кинетическую энергию газа. Существует критическое значение числа Вилюнова, выше которого стационарное горение топлива невозможно. Стационарное горение возможно до уменьшения скорости горения в 1/e1/2 раз от первоначального значения. Дано объяснение слабому проявлению отрицательного эрозионного эффекта при снижении начальной температуры топлива: уменьшение пороговой скорости возникновения положительного эрозионного горения сужает область возникновения отрицательного эрозионного горения.


4.
СКОРОСТЬ ГОРЕНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА КАК ФУНКЦИЯ ДАВЛЕНИЯ

А.М. Липанов
Институт механики УрО РАН, 426067, Ижевск
ipm@udman.ru
Ключевые слова: горение, скорость горения, давление, аппроксимация
Страницы: 34-38

Аннотация >>
Анализируются зависимости скорости горения порохов, твердых топлив и взрывчатых веществ от давления. С этой целью осуществлен поворот координат на угол, тангенс которого равен коэффициенту скорости горения в ее одночленном законе в зависимости от давления. Рассмотрены различные варианты аппроксимации и предложено выражение, наилучшим образом аппроксимирующее зависимость скорости горения от давления в интервале давления от нуля до бесконечности.


5.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГОРЕНИЯ БАЛЛИСТИТНЫХ ПОРОХОВ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА С НИТРАТОМ АММОНИЯ

Е.З. Тве, А.П. Денисюк
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047, Москва
yezawhtwe@mail.ru
Ключевые слова: нитрат аммония, баллиститный порох, горение, катализ
Страницы: 39-49

Аннотация >>
Изучены закономерности горения различных порохов с нитратом аммония (НА). Показано, что влияние НА на скорость горения зависит от теплоты горения исходного пороха, количества НА и давления, при котором происходит горение. Так, НА несколько повышает скорость горения низкокалорийных порохов и существенно уменьшает ее в случае высококалорийных составов. Показано, что с помощью комбинированных катализаторов можно значительно (до ≈ 6 раз при давлении 2 ÷ 4 МПа) увеличить скорость горения порохов, содержащих 50 ÷ 70 % НА, и снизить зависимость ее от давления.


6.
ГОРЕНИЕ СФЕРИЧЕСКИХ ТИТАНОВЫХ АГЛОМЕРАТОВ В ВОЗДУХЕ. I. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ПОДХОД

О.Г. Глотов
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090, Новосибирск
glotov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: титановый агломерат, горение, фрагментация, время горения, метод гашения и отбора, конденсированные продукты горения, распределение по размерам
Страницы: 50-57

Аннотация >>
Представлена методика исследования горения частиц титана диаметром 300 ÷ 500 мкм, полученных в результате слияния множества мелких частиц. Горящие монодисперсные частицы титана создавали посредством воспламенения помещенных в сгорающий образец миниатюрных кусочков пиротехнической композиции, содержащей 69 % порошкообразного титана. Полученные частицы-агломераты горели в условиях свободного падения в воздухе. Их движение и события эволюции, в том числе фрагментацию, регистрировали посредством видеосъемки. Также проводили гашение, отбор и изучение конденсированных продуктов горения.


7.
ГОРЕНИЕ СФЕРИЧЕСКИХ ТИТАНОВЫХ АГЛОМЕРАТОВ В ВОЗДУХЕ. II. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

О.Г. Глотов
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090, Новосибирск
glotov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: титановый агломерат, частица титана, горение, интенсивность свечения, коэффициент аэродинамического сопротивления, фрагментация, распределение по размерам, время горения
Страницы: 58-71

Аннотация >>
Исследовано горение частиц титана в свободном падении в воздухе. Монодисперсные горящие частицы диаметром 300, 390 и 480 мкм получали в результате слияния множества мелких частиц при воспламенении миниатюрных кусочков пиротехнической композиции, содержащей 69 % порошкообразного титана. Определены параметры движения и коэффициент аэродинамического сопротивления горящих частиц. Количественно охарактеризовано явление фрагментации (момент наступления и длительность явления, динамика разлета фрагментов, функции распределения фрагментов по размерам). Для исследуемых частиц разлет фрагментов имеет вид еловой ветви: материнская частица сохраняется и отстреливает мелкие осколки. Определены дистанция и скорость движения частицы в момент наступления фрагментации и окончания горения. Приведены данные о структуре и морфологии частиц-продуктов горения, представленных остатком материнской частицы и совокупностью мелких частиц-фрагментов, а также данные об изменении размера и интенсивности свечения горящей частицы. По окончании горения от материнской частицы остается сфера, состоящая из смеси оксидов с осредненным составом TiO2.76.


8.
ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ФАЗООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ГОРЕНИИ ПРЕССОВАННОГО НАНОПОРОШКА АЛЮМИНИЯ В ВОЗДУХЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

А.П. Ильин, А.В. Мостовщиков, Н.А. Тимченко
Томский политехнический университет, 634050, Томск
pasembellum@mail.ru
Ключевые слова: нанопорошок, алюминий, синхротронное излучение, горение, продукты горения, стадийность, фильтрационное горение
Страницы: 72-76

Аннотация >>
Изучены промежуточные и конечные продукты горения прессованного нанопорошка алюминия. Установлено, что основным продуктом сгорания является нитрид алюминия. На промежуточных стадиях горения на поверхности образца сначала образуются оксид (γ-Al2O3) и оксинитрид (Al5O6N) алюминия, а затем формируется нитрид алюминия. Использование скользящего (падающего под малым углом к поверхности) синхротронного излучения позволило зафиксировать с высокой точностью (по времени) последовательность стадий формирования кристаллических продуктов при горении нанопорошка алюминия.


9.
РЕЖИМЫ ДЕТОНАЦИИ ТВЕРДЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ НЕКЛАССИЧЕСКОЙ БЫСТРОЙ КИНЕТИКЕ

А.П. Ершов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090, Новосибирск
ers@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: макрокинетика, взрывчатые вещества, структура зоны реакции, неидеальная детонация, недосжатая детонация
Страницы: 77-87

Аннотация >>
Численно исследовано развитие детонации в системе с кинетикой экзотермической реакции, включающей зависимость от скорости изменения удельного объема. При резком сжатии вещества, например, во фронте ударной волны, такая кинетика приводит к конечным изменениям степени превращения. При существенном вкладе таких быстрых процессов получены режимы детонации, отличные от стандартного режима Зельдовича — Неймана — Дёринга. Профили волн качественно совпадают с полученными для некоторых взрывчатых веществ в экспериментах А. В. Уткина и др. Результаты моделирования подтверждают важность учета реакции во фронте волны.


10.
РАСЧЕТ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ В ГАЗОВЗВЕСИ АЛЮМИНИЕВЫХ И ИНЕРТНЫХ ЧАСТИЦ

А.В. Фёдоров, Ю.В. Кратова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090, Новосибирск
fedorov@itam.ns.ru. yulia@itam.nsc.ru
Ключевые слова: газовзвесь, гетерогенная детонация, подавление детонации инертными частицами, численное моделирование
Страницы: 88-101

Аннотация >>
Численно исследовано распространение детонационной волны в плоском канале, заполненном газовзвесью мелких частиц алюминия и инертными частицами в кислороде. Гетерогенная детонация алюминиевых частиц в кислороде распространяется в режиме Чепмена — Жуге. Выявлены два типа течения после взаимодействия детонации с облаком: непрерывное распространение с меньшей скоростью детонации, течение со срывом детонации. Выявлено влияние физических и пространственных параметров инертной составляющей облака на эти режимы, в том числе и механизм подавления гетерогенной детонации, заключающийся в отделении волны воспламенения и горения от лидирующего ударного фронта. Определены зависимости дефицита скорости от массовой концентрации и размера частиц инертной фазы.


11.
ВЛИЯНИЕ ПЛОЩАДИ СДВИГА НА ВЕРОЯТНОСТЬ ВЗРЫВА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ УДАРНОМ СДВИГЕ

Н.А. Билык, А.Л. Михайлов, В.П. Ханин, А.С. Михайлов
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607190, Саров
Kolodey@cdfirst.vniief.ru
Ключевые слова: взрывчатое вещество, чувствительность к трению, вероятность взрыва, закон распределения, взрыв ВВ при ударном сдвиге
Страницы: 102-106

Аннотация >>
Показана зависимость давления прижатия, приводящего к взрыву при ударном сдвиге, от площади сдвига (площади контакта взрывчатого вещества (ВВ) с металлической поверхностью). Экспериментально подтверждена зависимость вероятности взрыва ВВ (флегматизированный октоген, тэн), сжатого между двумя стальными плоскостями (торцами двух роликов), от давления прижатия и площади контакта ВВ с верхним роликом в испытаниях на чувствительность к трению при ударном сдвиге. Сдвиг верхнего ролика осуществлялся на 1.5 мм. Показано, что увеличение площади контакта ВВ с роликом при прижатии ВВ приводит к увеличению вероятности взрыва ВВ при сдвиге верхнего ролика при одних и тех же давлениях прижатия ВВ. Установлен масштабный фактор влияния площади контакта ВВ с поверхностью ролика на давление, при котором происходит взрыв ВВ при ударном сдвиге смежной с ВВ поверхности. Статистическими методами показано, что давление, приводящее к взрыву ВВ при ударном сдвиге смежной стальной поверхности относительно ВВ, распределено по двухпараметрическому закону Вейбулла.


12.
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИНТЕЗА НАНОПОРОШКОВ ФЕРРИТА МАРГАНЦА ПРИ ДЕТОНАЦИИ ЭМУЛЬСИОННОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

С.-Х. Ван, Ли С. -Цз, Х.-Х. Янь, Ю. Инь, Лю Чж. -Ю
Даляньский технологический университет, Далянь Ляонин, 116024, Китай
wangxh_yy@sina.com
Ключевые слова: численный метод, детонационный синтез, фазовая диаграмма, MnFe2O4
Страницы: 107-113

Аннотация >>
Проведено численное моделирование фазового распределения продуктов детонации эмульсионных взрывчатых веществ, используемых для получения нанопорошков MnFe2O4. Обсуждается и объясняется механизм образования наночастиц MnFe2O4. Результаты расчетов показывают, что в зоне реакции до состояния Чепмена — Жуге формируются оксиды FeO и MnO, которые во время спада температуры и давления реагируют с избытком кислорода в воздухе, что и приводит к образованию MnFe2O4.


13.
ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ МЕДНЫХ ПОРОШКОВ ПРИ УДАРНОМ СЖАТИИ

С.Д. Гилёв
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090, Новосибирск
gilev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: ударное сжатие, металлический порошок, электропроводность, медь, сжимаемость
Страницы: 114-121

Аннотация >>
Выполнены измерения электропроводности ряда составов на основе медного порошка при ударном сжатии. Исследовались порошок меди в состоянии поставки, смеси медь/стеклянные микросферы, медь/алюминий. Для измерения электропроводности использована авторская электроконтактная техника, позволяющая регистрировать переход изолятор — металл. Получены зависимости электропроводности порошков от давления ударной волны. Как и для алюминиевых порошков, исследованных ранее, эта зависимость для медного порошка имеет немонотонный характер. Максимальная электропроводность составляет ≈ 9 · 104 Ом–1 · см–1. При дальнейшем росте ударного давления электропроводность уменьшается почти на порядок, что объясняется сильным температурным разогревом. Найденная электропроводность при больших ударных давлениях качественно соответствует известным широкодиапазонным моделям проводимости Гаранина и Бакулина.


14.
О ФАЗОВОМ ПЕРЕХОДЕ В ПИРОКСЕНИТЕ ПРИ УДАРНОМ НАГРУЖЕНИИ

С.А. Бордзиловский1,2, С.М. Караханов1, А.И. Туркин3, А.С. Юношев1,2, В.М. Титов1
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090, Новосибирск
karakhanov@hydro.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск
3Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск
Ключевые слова: ударные волны, пироксенит, пироксен, фазовый переход, VISAR, лазерная интерферометрия
Страницы: 122-129

Аннотация >>
Исследовано ударное нагружение образцов природного пироксенита и образцов синтетического пироксена, спеченного из смеси оксидов со стехиометрией Mg0.9Fe0.1SiO3. Проведен рентгенофазовый анализ сохраненного вещества. Зарегистрированные при помощи лазерной интерферометрии профили массовой скорости указывают на существование фазового перехода при давлении ≈ 60 ГПа. При этом давлении лагранжева скорость звука в ударно-нагруженных образцах природного пироксенита составляет 13.9 км/с. Приведена оценка сжатия, в соответствии с которой значение эйлеровой скорости звука равно 9.4 км/с.


15.
БАЛЛИСТИЧЕСКОЕ ПРОБИТИЕ СФЕРИЧЕСКИМ УДАРНИКОМ ДВУХСЛОЙНЫХ ПЛАСТИН, СВАРЕННЫХ ВЗРЫВОМ

Н. Чжо, Цз.-С. Ван, Р. Ян
Нанкинский научно-технологический университет, 210094, Нанкин
wjxdlut@sina.com
Ключевые слова: пластины сталь/алюминий, пробитие, баллистический предел, механизм разрушения, SPH-метод
Страницы: 130-138

Аннотация >>
Выполнено экспериментальное и расчетное исследование удара стального шарика диаметром 6 мм со скоростью 260 ÷ 900 м/с по двухслойным мишеням сталь/алюминий толщиной 5 мм. Анализируется влияние соотношения толщин слоев и угла соударения на баллистический предел пробития и механизм разрушения материалов мишени. Показано, что при углах соударения 0 ÷ 60° скорость пробития минимальна при отношении толщин слоев сталь/алюминий, равном 2/3. Хорошее согласие численных и экспериментальных результатов указывает, что комбинированный алгоритм FE/SPH можно использовать для оценки защитных характеристик двухслойных пластин.