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

Поиск по журналу

Физика горения и взрыва

2016 год, номер 6

1.
ИНИЦИИРОВАНИЕ МНОГОТОПЛИВНЫХ СМЕСЕЙ С БИФУРКАЦИОННЫМИ СТРУКТУРАМИ

А.А. Васильев1,2, В.А. Васильев1,2
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
gasdet@hydro.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: многотопливные смеси, бифуркационные структуры, инициирование, критическая энергия, теория сильного взрыва, multifuel mixtures, bifurcation structures, initiation, critical energy, theory of a strong explosion
Страницы: 3-12

Аннотация >>
Теория сильного взрыва использована в качестве базиса для экспериментальной методики определения энергии источника, обеспечивающей инициирование горючей смеси. В качестве теста экспериментально определены критические энергии инициирования сферической детонации E3* с помощью электроразряда для стехиометрической смеси ацетилена с кислородом, а также для двухтопливных смесей ацетилен - закись азота - кислород, обладающих бифуркационными свойствами ячеистых структур. Установлено, что для двухтопливной смеси стехиометрического по обоим топливам состава с бифуркационной структурой критическая энергия E3* занижена в несколько раз по сравнению с величиной E3* для монотопливной смеси, размер ячейки в которой при данном давлении определяется большим масштабом бифуркационных ячеек. Данный результат свидетельствует о снижении значения E3* при увеличении количества горячих точек, каковыми являются многочисленные области соударения крупно- и мелкомасштабных поперечных волн в смеси с бифуркационными свойствами.

DOI: 10.15372/FGV20160601
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ГОРЕНИЯ СМЕСЕВЫХ ТОПЛИВ i-C8H18-H2 И n-C10H22-H2 В ВОЗДУХЕ

Н.С. Титова, С.А. Торохов, О.Н. Фаворский, А.М. Старик
Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова, 111116 Москва
star@ciam.ru
Ключевые слова: смесевое топливо, i-октан, n-декан, водород, кинетический механизм, время воспламенения, скорость ламинарного пламени, эмиссия, composite propellant, i-octane, n-decane, hydrogen, kinetic mechanism, ignition time, laminar flame velocity, emission
Страницы: 13-25

Аннотация >>
Проведен численный анализ воспламенения и горения смесевых топлив i-C8H18-H2 И n-C10H22-H2в воздухе. Показано, что добавка водорода как к нормальному алкану (n-C10H22), так и к алкану с разветвленной структурой (i-C8H18) приводит к увеличению времени задержки воспламенения tind при начальной температуре смеси T0 меньше некоторого значения Tl и, наоборот, к уменьшению tind при T0 >Tl. При этом чем больше доля водорода в смеси, тем сильнее изменяется tind. При достаточно высокой температуре T0> Th небольшая добавка алкана (≈2¸10 %) к водороду уменьшает задержку воспламенения. Значение Tl зависит от давления топливовоздушной смеси и в меньшей степени от типа n-алкана, а значение Th - еще и от доли алкана в смесевом топливе. При достаточно высоком начальном давлении (10 атм и выше) введение небольшого количества i-C8H18 или n-C10H22 в водородовоздушную смесь уменьшает tind при любом значении T0. Указанные особенности обусловлены тесным взаимодействием кинетики окисления алканов и водорода. Показано, что смесевые топлива, состоящие из водорода и n-C10H22 (i-C8H18), имеют более высокую скорость ламинарного пламени и более широкие пределы устойчивого горения, чем сами углеводороды. Однако заметное увеличение скорости ламинарного пламени наблюдается лишь при молярной доле водорода в смесевом топливе, большей 50 %. При этом становится возможным организовать устойчивое горение с меньшим содержанием NO в продуктах сгорания.

DOI: 10.15372/FGV20160602
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
ХИМИЧЕСКОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ SO2 В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ РАЗРЕЖЕННОМ ПЛАМЕНИ ВОДОРОДОКИСЛОРОДНЫХ СМЕСЕЙ. 1. КИНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА

А.А. Манташян, Э.М. Макарян, А.А. Арутюнян, Г.М. Геворгян
Институт химической физики им. А. Б. Налбандяна НАН Республики Армения, 0014 Ереван, Республика Армения
adolph@ichph.sci.am
Ключевые слова: сера, диоксид серы, цепная реакция, свободные радикалы, пламя, sulfur, sulfur dioxide, chain reaction, free radicals, flame
Страницы: 26-34

Аннотация >>
Изучен процесс химического превращения SO2 в элементарную серу в цепной реакции окисления водорода в режиме низкотемпературного пламени. Исходя из термодинамических и кинетических характеристик обсуждены возможные элементарные реакции с участием атомов и свободных радикалов, которые могут быть ответственны за химическое превращение SO2 с образованием серы в сопряженном радикально-цепном процессе.

DOI: 10.15372/FGV20160603
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
ХИМИЧЕСКОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ SO2 В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ РАЗРЕЖЕННОМ ПЛАМЕНИ ВОДОРОДОКИСЛОРОДНЫХ СМЕСЕЙ. 2. МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ

А.А. Манташян, Э.М. Макарян, А.А. Арутюнян, Г.М. Геворгян
Институт химической физики им. А. Б. Налбандяна НАН Республики Армения, 0014 Ереван, Республика Армения
adolph@ichph.sci.am
Ключевые слова: сера, диоксид серы, цепная реакция, свободные радикалы, низкотемпературное пламя, sulfur, sulfur dioxide, chain reaction, free radicals, low-temperature flame
Страницы: 35-43

Аннотация >>
Проведен кинетический анализ механизма химического превращения SO2 в радикально-цепном сопряженном процессе низкотемпературного разреженного пламени водородокислородных смесей. Рассмотрена совокупность возможных элементарных реакций и выявлены основные каналы превращения SO2 в элементарную серу.

DOI: 10.15372/FGV20160604
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРО- И ФАЗООБРАЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ Ti-Al-Nb В РЕЖИМЕ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА

М.Л. Бусурина, Л.М. Умаров, И.Д. Ковалёв, Н.В. Сачкова, С.М. Бусурин, С.Г. Вадченко, А.Е. Сычёв
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
busurina@ism.ac.ru
Ключевые слова: алюминид титана, Ti-Al-Nb, фазообразование, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, titanium aluminide, phase formation, self-propagating high temperature synthesis
Страницы: 44-50

Аннотация >>
Исследованы особенности структуро- и фазообразования в системах Ti : Nb : 2Al, Ti : Nb : 2.5Al и Ti : Nb : 3Al в процессе cамораспространяющегося высокотемпературного синтеза в режиме теплового взрыва. Изучались морфология, фазовый состав, микроструктура, физические свойства. Обнаружено, что соединения с наибольшим содержанием алюминия имеют наиболее гомогенный состав и наименьшую пористость. Основной фазой продукта синтеза является фаза на основе твердого раствора Nb в γ-TiAl.

DOI: 10.15372/FGV20160605
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГОРЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ И ГРАНУЛИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ Ti + xC (1> x> 0.5)

Б.С. Сеплярский, Р.А. Кочетков, С.Г. Вадченко
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
seplb1@mail.ru
Ключевые слова: горение, гранулирование, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, лучистый теплообмен, кондуктивный теплообмен, механизм горения, combustion, granulation, self-propagating high-temperature synthesis, radiant heat transfer, conductive heat transfer, combustion mechanism
Страницы: 51-59

Аннотация >>
Проведены эксперименты по горению порошковых и гранулированных смесей Ti + 0.5C, Ti + 0.75C, Ti + C. Несмотря на отсутствие конвективного теплопереноса и меньшую площадь контакта между частицами, скорость горения гранулированных составов (как линейная, так и массовая) оказалась в несколько раз выше, чем у порошковых смесей того же состава. На основании полученных экспериментальных и расчетных значений адиабатической температуры горения проведена оценка вклада лучистого и кондуктивного теплообмена в распространение волны горения по гранулированным смесям. Эксперименты с прессованными образцами показали, что высокая скорость горения гранулированных смесей связана не со специфическими особенностями исходных реагентов, а с высокой скоростью распространения волны горения по грануле.

DOI: 10.15372/FGV20160606
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
СВЯЗЬ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЫЛЕВОГО ПЛАМЕНИ С РЕЖИМОМ ГОРЕНИЯ ЧАСТИЦ ГОРЮЧЕГО

Н.И. Полетаев
Институт горения и нетрадиционных технологий, 65082 Одесса, Украина
Poletaev@ukr.net
Ключевые слова: пылевое пламя металлов, скорость распространения пламени, закон горения частиц, диффузионный и кинетический режимы горения, dusty flame of metals, flame propagation velocity, particle burning law, diffusion and kinetic modes of combustion
Страницы: 60-69

Аннотация >>
Для пылевого пламени микродисперсных частиц металлов диаметром d10<15 мкм с концентрацией частиц ≈1010÷1011 м-3 в кислородсодержащих средах при атмосферном давлении рассмотрена возможность определения режима горения отдельных частиц горючего по зависимости скорости пламени от концентраций горючего и окислителя. Режим горения - кинетический или диффузионный - определяет качественно различный характер зависимостей нормальной скорости пламени от основных параметров газовзвеси. Анализ таких экспериментальных зависимостей для богатых горючим смесей показал, что горение частиц циркония (d10 = 4 мкм) в ламинарном пылевом пламени контролируется диффузией окислителя к поверхности частицы, в то время как горение частиц железа близкого размера контролируется кинетикой гетерогенных реакцией. Для частиц алюминия в диапазоне размеров d10 = 5÷15 мкм отсутствуют отчетливо выраженные признаки как кинетического, так и диффузионного режима горения. Для уточнения процессов, контролирующих горение мелких частиц алюминия, исследованы зависимости скорости пламени от размера частиц и начальной температуры газовзвеси. Показано, что в рассмотренных экспериментальных условиях частицы алюминия горят в переходном режиме.

DOI: 10.15372/FGV20160607
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
ГЕНЕРАЦИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ В ЗОНЕ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА

К.О. Сабденов
Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева, 150000 Петропавловск, Казахстан
sabdenovko@yandex.kz
Ключевые слова: эффект Вилюнова-Дворяшина, гидродинамическая неустойчивость, зона газификации твердого топлива, "собственная" турбулентность, механизм Гусаченко-Зарко, the Vilyunov-Dvoryashina effect, hydrodynamic instability, solid fuel gasification zone, "natural" turbulence, the Gusachenko-Zarco mechanism
Страницы: 70-82

Аннотация >>
Предложен новый путь возникновения "собственной" турбулентности в механизме Гусаченко - Зарко отрицательного эрозионного эффекта при горении топлива. Показано, что зона газификации твердого топлива может генерировать гидродинамическую неустойчивость, если его скорость горения при постоянной температуре зависит от давления. Условия возникновения гидродинамической неустойчивости горения топлив, разлагающихся по схемам твердая фаза - жидкая фаза - газ и твердая фаза - газ, сильно различаются. Зона газификации в топливах первого типа более склонна к генерации неустойчивости, чем зона газификации в топливах второго типа. Гидродинамическая неустойчивость возникает при превышении критического значения числа Рейнольдса, которое зависит от свойств топлива и внешних условий.

DOI: 10.15372/FGV20160608
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАЖИГАНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОГО СМЕСЕВОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ГРУППОЙ ГОРЯЧИХ ЧАСТИЦ

Д.О. Глушков, Г.В. Кузнецов, П.А. Стрижак
Томский политехнический университет, 634050 Томск
dmitriyog@tpu.ru
Ключевые слова: металлизированное смесевое твердое топливо, одиночная горячая частица, совокупность горячих частиц, пластина, теплоотвод, зажигание, моделирование, metallized composite solid propellant, single hot particle, collection of hot particles, plate, heat sink, ignition, modeling
Страницы: 83-93

Аннотация >>
Выполнено математическое моделирование твердофазного зажигания металлизированного смесевого топлива (перхлорат аммония + 14 % бутилкаучука + 5 % порошка алюминия + 6 % пластификатора) в условиях локального нагрева несколькими источниками ограниченной энергоемкости (размеры горячей частицы xp = 4 мм, yp = 2 мм). При варьировании температуры нагретых стальных частиц и расстояния между ними соответственно в диапазонах 700>Tp>1500 К и 0.1xp>Δx>1.5xp установлены значения Tp и Δx, при которых время задержки зажигания соответствует условиям инициирования горения смесевого топлива одиночной частицей, пластиной с постоянной температурой или несколькими частицами. В области невысоких начальных температур локальных источников (Tp<1100 К) выявлены предельные значения Δx - 0.1xp и Δx>1.5xp, при которых исследование характеристик и закономерностей зажигания топлива группой нагретых частиц можно выполнять в рамках соответственно модели пластина - топливо - газ и модели одиночная частица - топливо - газ. Уменьшение расстояния Δx при Tp<1100 К ведет к уменьшению индукционного периода до 50 % и снижению минимальной начальной температуры источника, необходимой для инициирования горения топлива, с 830 до 700 К. При Tp>1100 К для исследования процессов зажигания металлизированного смесевого твердого топлива одиночными и несколькими частицами можно использовать относительно простые одномерные модели зажигания конденсированных веществ пластиной с постоянной температурой. При этом изменение времени задержки зажигания не превышает 5 %.

DOI: 10.15372/FGV20160609
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
ДЕТОНАЦИОННОЕ СЖИГАНИЕ ЧАСТИЦ АНТРАЦИТА И БУРОГО УГЛЯ В ПРОТОЧНОЙ РАДИАЛЬНОЙ КАМЕРЕ

Ф.А. Быковский1, С.А. Ждан1,2, Е.Ф. Ведерников1, Ю.А. Жолобов2
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
bykovskii@hydro.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: непрерывная спиновая детонация, вихревая плоскорадиальная камера сгорания, каменный уголь, структура течения, continuous spin detonation, plane-radial vortex chamber, hard coal, flow structure
Страницы: 94-103

Аннотация >>
Исследованы режимы непрерывной спиновой детонации частиц антрацита и бурого угля в потоке воздуха в вихревой радиальной камере диаметром 500 мм с постоянной (вдоль радиуса) площадью сечения. Использован измельченный уголь размером 1÷12 мкм. Для транспортирования угля в камеру и промотирования химической реакции на поверхности твердых частиц подмешивали водород или синтез-газ в соотношении CO/Н2 = 1/1, 1/2 и 1/3. Впервые реализована непрерывная спиновая детонация двухфазных смесей дисперсных частиц антрацита и бурого угля с воздухом при добавке водорода до 4 % от расхода угля. Количество подмешиваемого к углю синтез-газа возрастало с уменьшением в нем доли водорода - 14, 21 и 27 % для антрацита и 11, 20 и 29 % для бурого угля при СО/Н2 = 1/3, 1/2 и 1/1 соответственно. Структура детонационных волн и течение в их окрестности принципиально не отличались от наблюдаемых ранее для длиннопламенного каменного и древесного углей. Более высокие скорости детонации зафиксированы для более энергоемких углей (антрацита). В холостых запусках по сравнению с детонацией при одинаковых удельных расходах угольно-воздушных смесей наблюдалось повышенное давление у цилиндрической поверхности камеры.

DOI: 10.15372/FGV20160610
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИНИЦИИРОВАНИЯ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ТЭНА С ВКЛЮЧЕНИЯМИ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ

Б.П. Адуев1, Д.Р. Нурмухаметов1, А.А. Звеков1, А.П. Никитин1, А.В. Каленский2
1Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, 650000 Кемерово
lesinko-iuxm@yandex.ru
2Кемеровский государственный университет, 650000 Кемерово
kriger@kemsu.ru
Ключевые слова: тэн, лазерное инициирование, оптоакустика, наночастицы, PETN, laser initiation, optoacoustics, nanoparticles
Страницы: 104-110

Аннотация >>
Исследована зависимость критической плотности энергии взрывного разложения тэна от массовой концентрации включений ультрадисперсных частиц Al (100÷120 нм) в интервале 0.025÷1 % при воздействии первой и второй гармоник неодимового лазера (12 нс; 1064, 532 нм). Показано, что критическая энергия инициирования взрыва первой и второй гармониками лазерного излучения достигает минимального значения при одинаковых показателях поглощения излучения, но различных концентрациях включений. Оптоакустическим методом показано, что при поглощении энергии лазерного излучения амплитуда давления в нагретом слое становится максимальной при концентрации включений, соответствующей минимальному значению критической плотности энергии.

DOI: 10.15372/FGV20160611
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБТЕКАНИЯ УГЛА ПРИ ДЕТОНАЦИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ ТАТБ И CL-20

С.-Л. Го, В. Цао, И.-Л. Дуань, Ю. Хань, Ц.-Л. Жань, С.-Цз. Лу
Институт химических материалов, 621900 Мяньян, Сычуань, Китай
weicao668@163.com
Ключевые слова: обтекание угла, грибовидный тест, пластические взрывчатые вещества, ТАТБ, CL-20, численное моделирование, corner turning, mushroom test, PBX, TATB, CL-20, numerical simulation
Страницы: 111-118

Аннотация >>
На основе грибовидного теста проведены эксперименты по изучению процесса обтекания угла детонационными волнами во взрывчатых веществах на основе ТАТБ и CL-20 (PBX-I, PBX-II, PBX-III). Определены угол первого выхода детонационной волны на поверхность заряда, угол срыва детонации и время задержки ее распространения при диаметре инициирующего заряда 10 и 15 мм. Показано, что в случае PBX-I эти параметры возрастают при увеличении диаметра инициирования. Углы первого выхода и углы срыва детонации в PBX-II и PBX-III равны 90º при диаметре инициирования 10 мм, в то время как в PBX-I при таком же диаметре инициирования эти углы составляют 22.7 и 31.9o. Это свидетельствует о том, что взрывчатые вещества на основе CL-20 имеют прекрасные характеристики обтекания угла даже при наличии 13.5 % (масс.) алюминиевой пудры в PBX-III. На основе модели Ли - Тарвера проведено двумерное численное моделирование для PBX-I. Результаты моделирования хорошо согласуются с данными экспериментов.

DOI: 10.15372/FGV20160612
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
ВЛИЯНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ ГРАНУЛ НИТРАТА АММОНИЯ НА ДЕТОНАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ СМЕСЕВЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ НА ЕГО ОСНОВЕ

С.Д. Викторов1, А.Е. Франтов1, И.Н. Лапиков1, В.В. Андреев2, А.В. Старшинов3
1Институт проблем комплексного освоения недр РАН, 111020 Москва
victorov_s@mail.ru
2Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
3ООО "Нитротехнологии. Саяны", 660099 Красноярск
Ключевые слова: нитрат аммония, кристаллическая структура, термическая поризация, стабильность состава АСДТ, скорость детонации, ammonium nitrate, crystal structure, thermal aeration, stability of ammonium nitrate-fuel oil compositions, detonation velocity
Страницы: 119-124

Аннотация >>
Проведено исследование химического состава, физико-технических свойств, структуры и строения различных видов гранулированной аммиачной селитры (высокоплотной, пористой и "поризованной"), изготовленных в России и за рубежом. Показано, что при термической обработке гранул высокоплотной селитры ГОСТ 2-2013 происходят изменения в кристаллической структуре ("поризация"), способствующие увеличению удерживающей способности по отношению к дизельному топливу. Измерена скорость детонации составов типа аммиачная селитра / дизельное топливо, изготовленных на основе "поризованной" аммиачной селитры.

DOI: 10.15372/FGV20160613
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину