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

2018 год, номер 4

1.
МОДЕЛЬ САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ ВОДОРОДОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ

О.В. Шульц
ВНИИ технической физики им. акад. Е. И. Забабахина, 456770 Снежинск
O.V.Shults@VNIITF.ru
Ключевые слова: самовоспламенение, пределы воспламенения, водород, кинетический механизм, радикалы, математическая модель, autoignition, ignition limits, hydrogen, kinetic mechanism, radicals, mathematical model
Страницы: 3-11

Аннотация >>
Проведен численный анализ самовоспламенения смеси водород - воздух - водяной пар при различных начальных давлениях. По результатам анализа составлен сокращенный список реакций, вносящих максимальный вклад в скорость процесса в период индукции. Предложено упрощенное аналитическое описание состояния системы перед самовоспламенением, позволяющее рассчитать тепловую мощность и скорость адиабатического разогрева системы. Представлен способ оценки пределов самовоспламенения по скорости адиабатического разогрева смеси.

DOI: 10.15372/FGV20180401
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
О ПРЕДЕЛЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ

В.В. Замащиков1,2
1Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск
albor@kinetics.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: концентрационные пределы, этан, повышенное давление, повышенная температура, concentration limits, ethane, increased pressure, elevated temperature
Страницы: 12-17

Аннотация >>
Экспериментально определен верхний предел распространения пламени этановоздушных и этанокислородных смесей при различных начальных температурах и давлениях. Эксперименты показали, что с ростом начальной температуры и давления значение верхнего предела увеличивается, что согласуется с литературными данными. Предел определялся в замкнутом сосуде при центральном зажигании. Полученный предел соответствует гашению пламени при его распространении вниз после всплытия под действием силы Архимеда.

DOI: 10.15372/FGV20180402
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
МАКСИМАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ПЛАМЕНИ В ЗАКРЫТОМ СОСУДЕ, ЧАСТИЧНО ЗАПОЛНЕННОМ ПОРИСТОЙ СРЕДОЙ

Я.В. Козлов1, В.В. Замащиков1, А.А. Коржавин1, П.К. Сеначин2
1Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск
korzh@kinetics.nsc.ru
2Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, 656038 Барнаул
Ключевые слова: пламя, закрытый сосуд, пористая среда, flame, closed vessel, porous medium
Страницы: 18-29

Аннотация >>
Экспериментально изучено распространение пламени в закрытом сосуде, содержащем стехиометрическую смесь пропана с воздухом и частично заполненном пористой средой. В качестве пористой среды использовались засыпки из стальных шаров диаметром 3.2 и 6 мм, а также из керамических шаров диаметром 6 мм. Получена экспериментальная зависимость максимального давления при распространении пламени в сосуде от коэффициента наполнения сосуда пористой средой. Найдены теоретические оценки давления, которые удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными. Оценки, наиболее близкие к данным эксперимента, основаны на предположении, что газ горит адиабатически в свободном пространстве и изотермически сжимается в пористой среде. Проанализировано влияние потерь тепла из газа в пористую среду и стенки сосуда на максимальное давление.

DOI: 10.15372/FGV20180403
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
ВРЕМЯ ЗАДЕРЖКИ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ СМЕСЕЙ ВОДОРОД/СИЛАН/ВОЗДУХ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Д.А. Тропин, А.В. Фёдоров, Е.С. Боченков
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
d.a.tropin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: воспламенение, силановодородовоздушная смесь, детальная химическая кинетика, математическое моделирование, ignition, silane/hydrogen/air mixture, detailed chemical kinetics, mathematical modeling
Страницы: 30-37

Аннотация >>
На основе модифицированной физико-математической модели воспламенения смесей силан/водород/воздух рассчитано время задержки их воспламенения при низких начальных температурах (300-900 К) и давлениях (0.4-1 атм) смеси. Показано, что на графиках зависимости времени задержки воспламенения от температуры присутствует область так называемого отрицательного температурного коэффициента. Выявлено влияние давления смеси и содержания силана в смеси на протяженность данной области. Показано, что повышение концентрации силана в смеси, так же как и рост давления смеси, приводит к увеличению протяженности области отрицательного температурного коэффициента.

DOI: 10.15372/FGV20180404
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
КОНВЕКЦИЯ РЭЛЕЯ - БЕНАРА В ХИМИЧЕСКИ РАВНОВЕСНОМ ГАЗЕ ПРИ НАЛИЧИИ ХИМИЧЕСКИ ИНЕРТНЫХ МИКРОЧАСТИЦ

И.Б. Палымский1, П.А. Фомин2
1Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 630102 Новосибирск
palymsky@yandex.ru
2Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: конвекция Рэлея-Бинара, химическое равновесие, микрочастицы, критическое число Рэлея, конвективная устойчивость, Rayleigh-Benard convection, chemical equilibrium, microparticles, critical Rayleigh number, convection stability
Страницы: 38-44

Аннотация >>
Предложена физико-математическая модель конвекции Рэлея - Бинара в химически равновесном газе при наличии химически инертных микрочастиц (Al2O3). Проведен линейный анализ конвекции в приближении Буссинеска. Показано, что добавление химически инертных микрочастиц увеличивает критическое значение числа Рэлея и повышает устойчивость конвективного процесса. Таким образом, на примере химически равновесного газа показана возможность использования химически инертных микрочастиц для управления и контроля конвекции в химически реагирующем газе.

DOI: 10.15372/FGV20180405
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
ПОЛУЧЕНИЕ ДИБОРИДА АЛЮМИНИЯ МЕТОДОМ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА В МЕХАНИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫХ СМЕСЯХ ИСХОДНЫХ РЕАГЕНТОВ

М.А. Корчагин1,2,3, А.И. Гаврилов1, Б.Б. Бохонов1, Н.В. Булина1, В.Е. Зарко2,4
1Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, 630128 Новосибирск
korchag@solid.nsc.ru
2Томский государственный университет, 634050 Томск
3Новосибирский государственный технический университет, 630073 Новосибирск
4Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: диборид алюминия, тепловой взрыв, механическая активация, aluminum diboride, thermal explosion, mechanical activation
Страницы: 45-54

Аннотация >>
Методом теплового взрыва смеси алюминия с бором, механически активированной в планетарной шаровой мельнице, получен монофазный диборид алюминия. Установлено, что дополнительная механическая обработка продуктов теплового взрыва позволяет уменьшить размеры областей когерентного рассеяния AlB2 до нанометровых значений. Приведены результаты рентгенофазового и электронно-микроскопичекого исследования механокомпозитов и продуктов теплового взрыва.

DOI: 10.15372/FGV20180406
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ NiO НА ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В СИСТЕМЕ Ni-Al-W В УСЛОВИЯХ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА

А.С. Щукин, А.Е. Сычёв
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, 142432 Черноголовка
shchukin@ism.ac.ru
Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, Ni-Al-W, фазообразование, эвтектика, self-propagating high-temperature synthesis, phase formation, eutectic
Страницы: 55-63

Аннотация >>
Исследовалось влияние добавки NiO на процесс горения и структурообразование в системе Ni-Al-W в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Показана стадийность процесса горения составов, содержащих высокоэнергетическую добавку NiO. В результате взаимодействия частиц W с расплавом Ni-Al в процессе СВС на поверхности частиц W образуется глобулярное декорирование из частиц на основе твердых растворов вольфрама. Данный эффект наблюдается только в составах с эквимолярной смесью Ni-Al. При содержании в исходной шихте добавки NiO даже в количестве 1 ат. % глобулярное декорирование на поверхности недореагировавших частиц W не происходит. Этот эффект может быть связан с изменением температуры горения, отклонением состава фазы NiAl в сторону большего содержания Ni и с влиянием оксидных фаз на диффузионные процессы.

DOI: 10.15372/FGV20180407
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
О ДИФФУЗИОННОЙ МОДЕЛИ ГОРЕНИЯ КРУПНЫХ ЧАСТИЦ БОРА

Г.В. Ермолаев, А.В. Зайцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
zaitsev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: бор, горение, диффузия, boron, combustion, diffusion
Страницы: 64-72

Аннотация >>
Высокая массовая и объемная теплота сгорания делают бор перспективным компонентом твердого топлива для воздушно-реактивных двигателей. Его применение ограничивается сложностью организации горения с высокой полнотой сгорания. Экспериментальные исследования горения одиночных частиц бора демонстрируют массу уникальных особенностей, нехарактерных для других материалов: плавающую температуру воспламенения, две стадии горения, радикальное снижение скорости горения при переходе к размеру частиц в несколько микрометров и менее. Модели, пытающиеся охватить весь диапазон температур, концентраций и размеров частиц, физически не очевидны, сложны для воспроизведения и не обладают необходимой для решения практических задач точностью. В работе предлагается простая диффузионная модель горения частиц бора, хорошо описывающая горение частиц размером 34.5 и 44.2 мкм при температурах выше 2240 К.

DOI: 10.15372/FGV20180408
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОРОШКОВ БОРА, ПОЛУЧЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ. I. МИКРОСТРУКТУРА И ПАРАМЕТРЫ ОКИСЛЕНИЯ ПРИ НАГРЕВАНИИ

А.Н. Пивкина1, Н.В. Муравьёв1, К.А. Моногаров1, Д.Б. Мееров1, И.В. Фоменков2, Е.А. Скрылева3, М.Ю. Пресняков4, А.Л. Васильев4, Н.И. Шишов5, Ю.М. Милёхин5
1Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 119991 Москва
alla_pivkina@mail.ru
2Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН, 119991 Москва
3Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", 119049 Москва
4Национальный исследовательский центр "Kурчатовский институт", 123182 Москва
5Федеральный центр двойных технологий "Союз", 140090 Дзержинский
Ключевые слова: частицы бора, получение бора, микроструктура, окисление бора, термический анализ, boron particles, boron production, microstructure, boron oxidation, thermal analysis
Страницы: 73-83

Аннотация >>
Проведено исследование порошков бора и его соединений, полученных различными методами - металлотермическим, электролитическим и крекингом бороводородов. Детально исследованы кристаллическое состояние, размер и микроструктура частиц, наличие и состав примесей, а также химический состав оксидного слоя частиц бора. Проведен анализ влияния указанных характеристик на параметры окисления частиц при нагревании с постоянной скоростью. Установлено определяющее влияние химического состава поверхностного слоя частиц на температуру начала их интенсивного окисления. Показано, что максимальный прирост массы и величина тепловыделения при окислении порошков бора практически не зависят от особенностей микроструктуры, кристаллического состояния, химического состава частиц и толщины их оксидного слоя и не могут служить показателями полноты окисления бора при нагревании.

DOI: 10.15372/FGV20180409
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
НАГРЕВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НЕПРЕРЫВНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ БЛИЖНЕГО ИК-ДИАПАЗОНА

Л.В. Бачурин1, В.И. Колесов2, А.Н. Коновалов1, В.А. Ульянов1, Н.В. Юдин2
1ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН, 119333 Москва
ank27.ift@mail.ru
2Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125480 Москва
Ключевые слова: энергетические материалы, лазерное инициирование, лазерный нагрев, energetic materials, laser initiation, laser irradiation
Страницы: 84-95

Аннотация >>
Изучен процесс нагрева энергетических материалов излучением лазеров с непрерывной накачкой с волоконной доставкой излучения на длинах волн ближнего ИК-диапазона 0.98-1.56 и 1.94 мкм. Использовались прессованные образцы вторичных взрывчатых веществ (ВВ), а также дымный порох в виде порошка. Измерены длительность линейного участка нарастания температуры и скорость ее нарастания в начальный момент времени после воздействия лазерного излучения. Установлено, что скорость нарастания температуры в начальный момент времени пропорциональна мощности лазерного излучения aP. При диаметре лазерного пучка 600 мкм, выходящего из волокна, коэффициент пропорциональности a для вторичных ВВ составил 6-250 К/(c x Вт) при длине волны 0.98 мкм и 40-2000 К/(c x Вт) при длинах волн 1.56 и 1.94 мкм. Для порошка дымного пороха a = 7000-15000 К/(c x Вт), что на порядок и более выше, чем для большинства изученных нами вторичных ВВ. Исследована возможность повышения эффективности лазерного разогрева вторичных ВВ при нанесении на поверхность образцов поглощающей тонкой пленки. Исследована динамика нагрева и начальная стадия воспламенения энергетических материалов при воздействии лазерного излучения.

DOI: 10.15372/FGV20180410
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
НЕПРЕРЫВНАЯ ДЕТОНАЦИЯ СМЕСЕЙ МЕТАН/ВОДОРОД - ВОЗДУХ В КОЛЬЦЕВОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ КАМЕРЕ СГОРАНИЯ

Ф.А. Быковский, С.А. Ждан, Е.Ф. Ведерников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
zhdan@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: непрерывная спиновая детонация, непрерывная многофронтовая детонация, метан, водород, воздух, поперечные детонационные волны, кольцевая камера сгорания, система подачи топлива, фоторегистрация, структура течения, continuous spin detonation, continuous multifront detonation, methane, hydrogen, air, transverse detonation waves, annular combustor, fuel injection system, photographic records, flow structure
Страницы: 96-106

Аннотация >>
Режимы непрерывной детонации топливовоздушных смесей метан/водород - воздух в спиновых и встречных поперечных детонационных волнах впервые реализованы в проточной кольцевой цилиндрической камере сгорания диаметром 503 мм. Исследовано двухкомпонентное горючее метан/водород с массовыми долями Н2 в горючем 1/9-1/2 в диапазоне удельных расходов смеси 64-1310 кг/(с x м2) при коэффициенте избытка горючего ϕ = 0.78¸1.56. В смесях метан/водород - воздух с горючим двух составов СН4 + 8Н2 и СН4 + 4Н2 реализованы одноволновые и двухволновые режимы непрерывной спиновой детонации с частотой вращения поперечных детонационных волн 0.56-1.66 кГц при ϕ = 0.78-1.02, а для составов СН4 + 2Н2 и СН4 + 1.5Н2 - непрерывная многофронтовая детонация с двумя встречными поперечными детонационными волнами с частотой 0.86-1.34 кГц при ϕ = 1.0-1.23. В смеси СН4 + Н2 + воздух наблюдали как горение в камере, так и непрерывную спиновую детонацию вне камеры сгорания с поперечными детонационными волнами, вращающимися с частотой 1.01-1.1 кГц. Получены нижние пределы непрерывной детонации по удельному расходу смеси 64, 100, 200 и 790 кг/(с x м2) для горючего составов СН4 + 8Н2, СН4 + 4Н2, СН4 + 2Н2, СН4 + 1.5Н2 соответственно, а также по массовой доле водорода в составе горючего метан/водород ≈0.16. Обнаружено нарушение регулярности структуры волн непрерывной детонации, а также их скорости с уменьшением доли водорода в двухкомпонентном горючем.

DOI: 10.15372/FGV20180411
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
МАЛОПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ МЕДИ

С.Д. Гилёв
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
gilev@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: уравнение состояния вещества, металлы, коэффициент Грюнайзена, большие давления и температуры, ударное сжатие, высокая плотность энергии, термодинамические свойства, equation of state of a substance, metals, Gruneisen coefficient, high pressures and temperatures, shock compression, high energy density, thermodynamic properties
Страницы: 107-122

Аннотация >>
Для описания ударного сжатия конденсированного вещества предложено малопараметрическое уравнение состояния вещества в форме Ми - Грюнайзена. Уравнение основывается на постулируемой зависимости коэффициента Грюнайзена от удельного объема и температуры Г(V,T), качественно описывающей сжатие металлических образцов в сильных ударных волнах. По зависимости Г(V,T) c использованием обобщенной формулы для функции Грюнайзена найдена кривая холодного сжатия. Тепловые колебания кристаллической решетки описываются в приближении Дебая. Построенная функция Грюнайзена имеет два свободных параметра. Значения других коэффициентов уравнения состояния определяются по справочным данным для вещества при нормальных условиях, а также из предельных значений в экстремальных условиях. Апробация модели выполнена для меди. Построенное уравнение состояния описывает кривую холодного сжатия, нормальную изотерму, ударную сжимаемость, а также кривые разгрузки меди в диапазонах плотности, давления и внутренней энергии, для которых доступны опытные данные. Выполнены расчеты термодинамических характеристик меди (изоэнтропический модуль объемного сжатия, скорость звука, температура Дебая, теплоемкость, коэффициент линейного расширения, температура плавления). Сравнение с имеющимися на сегодняшний день опытными данными показывает, что построенная модель, несмотря на свою простоту, позволяет единообразно описать большой массив экспериментов в области высоких плотностей энергии.

DOI: 10.15372/FGV20180412
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
МЕТАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ЭМУЛЬСИОННОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

А.С. Юношев1,2, А.В. Пластинин1, С.И. Рафейчик1, М.С. Воронин1,3
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
yunoshev@hydro.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
3Новосибирский государственный технический университет, 630073 Новосибирск
Ключевые слова: эмульсионное взрывчатое вещество, метательная способность, emulsion explosive, acceleration ability
Страницы: 123-129

Аннотация >>
Измерена метательная способность эмульсионного взрывчатого вещества, сенсибилизированного полимерными микробаллонами Expancel, в диапазоне начальной плотности 0.193-1.2 г/см3. Использовались метод торцевого метания и метод метания цилиндрической оболочки. Проведено сравнение этих результатов с полученными для аммонита 6ЖВ. Выполнено также сравнение экспериментальных результатов с расчетом по программе ANSYS AUTODYN.

DOI: 10.15372/FGV20180413
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ МАТЕРИАЛА ОБОЛОЧКИ НА ПРОЦЕСС ДЕТОНАЦИИ ЗАРЯДА ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

И.А. Балаганский1, А.В. Виноградов1, Л.А. Мержиевский1,2, А.Д. Матросов2, И.А. Стадниченко2
1Новосибирский государственный технический университет, 630073 Новосибирск
balaganskij@corp.nstu.ru
2Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: нестационарная детонация, высокомодульная керамика, десенсибилизация, поперечные волны, unsteady detonation, high-modulus ceramics, desensitization, shear waves
Страницы: 130-138

Аннотация >>
Выполнен анализ влияния материала оболочки (меди и карбида кремния) на процесс детонации цилиндрического заряда взрывчатого вещества (ВВ). Отмечены существенные различия волновых картин как в продуктах детонации, так и в оболочках, что связано с различием скоростей звука и быстрым разрушением керамики при взрывном нагружении. Выявлены особенности волновой картины на границе раздела ВВ/керамика, связанные с десенсибилизацией ВВ вследствие его нагружения опережающей волной со стороны оболочки, которые проявляются в снижении давления, размытости детонационного фронта и повышении массовой скорости. В течение всего процесса происходит непрерывное увеличение времени взрывного разложения вблизи границы раздела ВВ с керамической оболочкой. На оси симметрии за детонационным фронтом заряда ВВ в керамической оболочке наблюдается затянутая область с постоянным давлением, близким к давлению Чепмена - Жуге.

DOI: 10.15372/FGV20180414
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину