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

2019 год, номер 1

1.
ПРОБЛЕМЫ ЗАМЫКАНИЯ МОДЕЛЕЙ ПРИ ОПИСАНИИ ДЕТОНАЦИИ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ГАЗОВЗВЕСЕЙ АЛЮМИНИЯ (ОБЗОР)

А.В. Фёдоров, Т.А. Хмель
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
khmel@itam.nsc.ru
Ключевые слова: детонация, газовзвесь, алюминий, микрочастица, наночастица, математическое моделирование, detonation, gas suspension, aluminum, microparticle, nanoparticle, mathematical modeling
Страницы: 3-20

Аннотация >>
Представлен обзор работ, относящихся к физико-математическому моделированию процессов детонации газовзвесей мелкодисперсных, субмикронных и наноразмерных частиц алюминия в рамках механики сплошных и гетерогенных сред. Обсуждаются вопросы описания тепловой динамики, транспортных свойств и механизмов воспламенения, а также особенности режимов горения микро- и наноразмерных частиц. Приведены замыкающие соотношения для полуэмпирической модели детонации наноразмерных взвесей частиц алюминия в кислороде.

DOI: 10.15372/FGV20190101
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
НАБЛЮДЕНИЕ СИГНАЛОВ СВОБОДНОЙ ИНДУКЦИИ РАДИКАЛОВ OH, ВОЗБУЖДАЕМЫХ ИМПУЛЬСАМИ ТЕРАГЕРЦОВОГО ЛАЗЕРА НА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ

Е.Н. Чесноков1, Л.Н. Краснопёров2, В.В. Кубарев3, П.В. Кошляков1
1Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск
chesnok@kinetics.nsc.ru
2Технологический университет Нью Джерси, NJ 07102, Ньюарк, США
3Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: радикал ОН, свободная индукция, терагерцовое излучение, OH radical, free induction, terahertz radiation
Страницы: 21-26

Аннотация >>
Сообщается о первом экспериментальном наблюдении сигналов оптической свободной индукции свободных радикалов. Сигналы наблюдались на линии вращательного перехода радикала OH, лежащей в терагерцовой области. Радикалы OH генерировались в химической реакции возбужденных атомов кислорода с молекулами воды. Возбуждение радикалов осуществлялось импульсами излучения лазера на свободных электронах. Излучение свободной индукции регистрировалось в реальном времени с помощью сверхбыстрых приемников терагерцового излучения. Обсуждается возможность использования сигналов оптической свободной индукции радикалов в качестве нового метода регистрации свободных радикалов в процессах горения.

DOI: 10.15372/FGV20190102
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИ-, ТРИ- и ТЕТРААЗИДОЗАМЕЩЕННЫХ АЗИНОВ В КАЧЕСТВЕ ГАЗООБРАЗУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ ДЛЯ РАКЕТНО-ПРЯМОТОЧНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Д. Б. Лемперт, С. В. Чапышев, А. И. Казаков, Н. А. Плишкин, А. В. Шиховцев, Л. С. Яновский
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
Ключевые слова: азиды, тетразины, триазины, пиримидины, пиридины, энергетические материалы, теплота сгорания, энтальпия образования, твердое ракетное топливо, azides, tetrazines, triazines, pyrimidines, pyridines, energetic materials, heat of combustion, enthalpy of formation, solid rocket propellant
Страницы: 27-36

Аннотация >>
Проведено изучение серии ди-, три- и тетраазидозамещенных азинов в качестве потенциальных энергоемких диспергирующих компонентов твердых ракетных топлив, предназначенных для ракетно-прямоточных двигателей. Экспериментально определены энтальпия сгорания и энтальпия образования нескольких азидов (2,4,6-триазидопиримидина, 2,4,6-триазидопиридина, 3,4,5-триазидопиридин-2,6-дикарбонитрила и 3,4,5,6-тетраазидопиридин-2-карбонитрила). Проведено сравнение одиннадцати изучаемых азидов с октогеном по величине энтальпии сгорания в кислороде до CO2 и воды (в случае наличия водорода в компоненте), а также по температуре продуктов адиабатического превращения исследуемых компонентов за счет высокой энтальпии образования в отсутствие внешнего окислителя и по количеству выделяющихся в этом процессе газов. Установлено, что все исследованные азиды имеют энтальпию сгорания при сжигании в воздухе существенно выше, чем октоген, а у семи из одиннадцати существенно выше и температура горения. По объему выделяющихся газов (24¸31 моль/кг) исследованные азиды уступают октогену (41.9 моль/кг). По совокупности свойств исследованные азиды можно рассматривать в качестве перспективных диспергирующих компонентов твердых топлив для ракетно-прямоточных двигателей.

DOI: 10.15372/FGV20190103
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РЯДА ГИПОТЕТИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДНЫХ ТЕТРАЗОЛА КАК КОМПОНЕНТОВ СМЕСЕВЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ

И.Ю. Гудкова, В.П. Косилко, Д.Б. Лемперт
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
lempert@icp.ac.ru
Ключевые слова: производные тетразола, ракетное топливо, удельный импульс, окислитель, связующее, tetrazole derivatives, rocket propellant, specific impulse, oxidizer, binder
Страницы: 37-48

Аннотация >>
С помощью термохимических расчетов изучены энергетические возможности композиций на основе ряда гипотетических производных тетразола с очень высоким массовым содержанием азота (73¸75 %. Установлены количественные зависимости энергетических параметров смесевых твердых ракетных топлив от природы высокоэнтальпийного полиазотистого окислителя и наличия металла в составе композиции.

DOI: 10.15372/FGV20190104
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
ГОРЕНИЕ СФЕРИЧЕСКИХ ТИТАНОВЫХ АГЛОМЕРАТОВ В ВОЗДУХЕ. III. ДВИЖЕНИЕ АГЛОМЕРАТОВ И ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ОБДУВА НА НАНОРАЗМЕРНЫЕ ПРОДУКТЫ ГОРЕНИЯ И ВРЕМЯ СГОРАНИЯ

О.Г. Глотов, Г.С. Суродин, А. Бакланов
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск
glotov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: частица титана, титановый агломерат, горение, скорость движения частицы, характерное время фрагментации, время горения, конденсированные продукты горения, наноразмерные оксидные частицы-сферулы, распределение по размерам, titanium particle, titanium agglomerate, combustion, particle velocity, characteristic time of fragmentation, burning time, condensed combustion products, nanosized oxide spherule particles, size distribution
Страницы: 49-62

Аннотация >>
Исследовано горение монодисперсных частиц титана с характерным размером 38 и 320 мкм при движении в воздухе. Чтобы придать горящим частицам начальную скорость, сжигание пиротехнических образцов, генерирующих монодисперсные частицы, проводили в камере с соплом. Частицы разгонялись в истекающий из сопла струе газообразных продуктов горения образца. Максимальная средняя по траектории скорость движения частиц относительно окружающего воздуха достигала 7.9 м/с. Горение движущихся частиц осуществлялось в кварцевой трубе длиной 2 м. По окончании горения из трубы отбирали продукты горения - пробы оксидного аэрозоля - с использованием термофоретического преципитатора. В результате обработки электронно-микроскопических изображений проб определены функции распределения нанометровых частиц-сферул по размерам. Посредством видеосъемки со скоростью 300 кадр/с определены скорость движения горящих частиц и время их горения. Установлено, что увеличение скорости движения частиц-агломератов диаметром 320 мкм относительно газа от 0.9 до 7.9 м/с приводит к снижению размера сферул с 28 до 19 нм и времени горения с 0.45 до 0.26 с.

DOI: 10.15372/FGV20190105
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГОРЕНИЯ БОРСОДЕРЖАЩИХ ЧАСТИЦ КОНДЕНСИРОВАННОЙ ФАЗЫ В КАНАЛАХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ПОДВОДОМ ВОЗДУХА

К.Ю. Арефьев1,2, Л.С. Яновский3,4
1Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, 111116 Москва
arefyev@ciam.ru
2Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова, 105005 Москва
3Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова, 111116 Москва
yanovskiy@ciam.ru
4Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
Ключевые слова: двухфазное течение, коэффициент полноты сгорания, математическое моделирование, распределенный подвод воздуха, канал постоянного сечения
Страницы: 63-72

Аннотация >>
Представлены математическая модель и результаты расчетов горения частиц борсодержащей конденсированной фазы в каналах с распределенным подводом воздуха. Рассмотрен процесс горения в каналах с дискретно и с непрерывно распределенной подачей воздуха. Выявлены основные закономерности влияния на коэффициент полноты сгорания частиц в канале следующих параметров: соотношения компонентов топливной смеси, места подвода и температуры воздуха на входе. Определены условия, при которых распределенный подвод воздуха дает возможность увеличить коэффициент полноты сгорания частиц в канале. Полученные данные могут быть использованы на этапе проектирования и экспериментального исследования перспективных энергосиловых установок с использованием борсодержащих энергоконденсированных составов в качестве горючего.

DOI: 10.15372/FGV20190106
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРЕНИЯ ПО ПРОТИВОТОЧНОЙ СХЕМЕ ВЗВЕСИ СУБМИКРОННЫХ ЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ В ВОЗДУХЕ

H. Khalili1, S.A. Madani1, M. Mohammadi2, A.K. Poorfar1, M. Bidabad1, P. Pendleton3
1Иранский университет науки и техники, Нармак, Тегеран 16846-13114, Иран
2Университет Варшавы, Варшава 02093, Польша
moein.mohammadi@fuw.edu.pl
3Университет Аделаиды, Аделаида SA 5000, Австралия
Ключевые слова: термофорез, броуновское движение, частицы алюминиевой пудры, структура пламени, асимптотическое решение, thermophoresis effect, Brownian motion, aluminum dust particles, flame structure, asymptotic solution
Страницы: 73-82

Аннотация >>
Исследуется структура пламени двухфазной смеси частиц алюминиевой пудры субмикронного размера и воздуха, горящей в условиях противоточной конфигурации. Разработана математическая модель для оценки положения пламени и скорости его распространения в условиях фиксированного коэффициента растяжения. В предложенной модели горения частиц рассматривается трехзонная структура пламени, включающая в себя зону предварительного подогрева, зону реакций и зону продуктов горения. Уравнения сохранения для каждой зоны решаются с учетом соответствующих граничных условий. Исследовано влияние термофореза и броуновского движения частиц горючего. Рассмотрено влияние размера частиц, а также их полидисперсности на скорость горения и положение пламени. Результаты расчета скорости распространения пламени находятся в разумном согласии с известными из литературы экспериментальными данными.

DOI: 10.15372/FGV20190107
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
ЭЛЕКТРОТЕПЛОВОЙ ВЗРЫВ СМЕСИ ТИТАН - САЖА В УСЛОВИЯХ КВАЗИИЗОСТАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ I. ТЕПЛОВЫЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

В.А. Щербаков, А.В. Щербаков, С.А. Бостанджиян
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, 142432 Черноголовка
vladimir@ism.ac.ru
Ключевые слова: электротепловой взрыв, кинетика высокотемпературного взаимодействия, карбид титана, electrothermal explosion, high-temperature interaction kinetics, titanium carbide
Страницы: 83-91

Аннотация >>
Представлены результаты исследования закономерностей электротеплового взрыва (ЭТВ) смеси титан - сажа в условиях квазиизостатического сжатия. Получены экспериментальные зависимости тепловых и электрических параметров ЭТВ от мощности электрического нагрева. Показано, что скорость нагрева реакционной смеси оказывает существенное влияние на температуру воспламенения и максимальную температуру ЭТВ. Установлено, что на стадии предвзрывного нагрева электрическое сопротивление смеси уменьшается на 90¸95 %, а скорость роста температуры на стадии теплового взрыва не зависит от скорости нагрева смеси. Предложена методика определения времени и температуры воспламенения, основанная на измерении тепловых и электрических параметров ЭТВ. Обсуждаются механизмы жидкофазного и твердофазного взаимодействия в смеси порошков титана и сажи.

DOI: 10.15372/FGV20190108
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
ЭЛЕКТРОТЕПЛОВОЙ ВЗРЫВ СМЕСИ ТИТАН-САЖА В УСЛОВИЯХ КВАЗИИЗОСТАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ II. КИНЕТИКА И МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СМЕСИ ТИТАН - САЖА

В.А. Щербаков, А.В. Щербаков, С.А. Бостанджиян
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, 142432 Черноголовка
vladimir@ism.ac.ru
Ключевые слова: электротепловой взрыв, высокотемпературная кинетика, карбид титана, electrothermal explosion, high-temperature kinetics, titanium carbide
Страницы: 92-99

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования кинетики высокотемпературного взаимодействия при электротепловом взрыве (ЭТВ) смеси титана и сажи в условиях квазиизостатического сжатия. Получены зависимости скорости нагрева смеси образца от температуры и рассчитаны эффективные значения энергии активации воспламенения и теплового взрыва. Показано, что на стадии воспламенения мощность электрического нагрева оказывает существенное влияние на температуру воспламенения и эффективную энергию активации. Изучено формирование микроструктуры промежуточного и конечного продуктов взаимодействия. Показано, что формирование конечного продукта протекает по механизму оболочка - ядро. Высокая скорость твердофазного взаимодействия титана и сажи объясняется образованием в промежуточном продукте микропор и микротрещин, которые обеспечивают высокоскоростной режим поверхностной диффузии атомов углерода.

DOI: 10.15372/FGV20190109
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
ТЕРМОКАПИЛЛЯРНАЯ КОНВЕКЦИЯ В ВОЛНЕ БЕЗГАЗОВОГО ГОРЕНИЯ

В.Г. Прокофьев1,2, В.К. Смоляков1,2
1Томский государственный университет, 634050 Томск
pvg@ftf.tsu.ru
2Томский научный центр СО РАН, 634021 Томск
Ключевые слова: плавление реагента, термокапиллярная конвекция, кондуктивный и конвективный режимы горения, приближенный анализ, численное моделирование, melting reagent, thermocapillary convection, conductive and convective combustion regimes, approximate analysis, numerical simulation
Страницы: 100-108

Аннотация >>
Аналитически и численно исследуется влияние термокапиллярной конвекции на теплопередачу в волне безгазового горения с плавящимся реагентом. Приведены оценки скорости конвекции. Получены формулы для скорости горения при кондуктивной и конвективной теплопередаче. Численные расчеты подтвердили выводы аналитического анализа. Получены расчетные зависимости скорости горения от пористости и параметров фазового перехода. Обнаружено развитие неустойчивости распространения волны горения в автоколебательных режимах, вызванное действием термокапиллярной конвекции.

DOI: 10.15372/FGV20190110
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОРОШКОВ НА ПРОЦЕСС МАГНИЙТЕРМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ В РЕЖИМЕ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА В СМЕСИ SiO2/C/Mg

T. Chanadee1,2, S. Singsarothai3
1Университет принца Сонгкла, Хат Яй, Сонгкхла 90110, Таиланд
tawat.ch@psu.ac.th
2Инновационный материаловедческий центр, Хат Яй, Сонгкхла 9011, Таиланд
3Университет Таксина, Папайом, Паталунг 93210, Таиланд
s.singsarothai@gmail.com
Ключевые слова: магнийтермическое восстановление, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, композит Si, SiC, высокоэнергетическая механическая обработка, magnesiothermic reduction, self-propagating high-temperature synthesis, Si-SiC composite, high-energy milling
Страницы: 109-119

Аннотация >>
Смеси порошков SiO2/C/Mg, механически обработанные в планетарной шаровой мельнице в течение 60, 90, 120 и 150 мин, использовались для проведения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) с целью получения композита Si-SiC. Термические свойства механически обработанных смесей исследовали методами дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрии. Состав и микроструктуру синтезированных материалов и материалов, полученных после обработки продуктов СВС в кислоте, исследовали соответственно методами рентгенофазового анализа и растровой электронной микроскопии. Установлено, что увеличение времени механической обработки исходных порошковых смесей оказывает существенное влияние на их термические свойства, диффузионные процессы в смесях, механизм СВС-реакции, а также на фазовые превращения и выход продуктов реакции.

DOI: 10.15372/FGV20190111
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННОЙ СМЕСИ 3Ni + Al

О.В. Лапшин, В.К. Смоляков
Томский научный центр СО РАН, Томск
ovlap@mail.ru
Ключевые слова: порошковая смесь, механическая активация, волна горения, powder mixture, mechanical activation, combustion wave
Страницы: 120-127

Аннотация >>
В макроскопическом приближении построена математическая модель синтеза в механоактивированной системе 3Ni-Al. Установлены различные режимы горения в зависимости от длительности механической активации и времени изотермической выдержки механоактивированной смеси. С использованием экспериментальных данных определены кинетические константы, характеризующие превращение вещества на стадии механической обработки.

DOI: 10.15372/FGV20190112
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
О ДЕТОНАЦИИ НИЗКОПЛОТНЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

А.П. Ершов, И.А. Рубцов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
ers@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: детонация, взрыв, модель ЗНД, взрывное горение, detonation, explosion, ZND model, explosive combustion
Страницы: 128-135

Аннотация >>
Проведены электромагнитные измерения массовой скорости при выходе детонационной волны на границу раздела порошкового взрывчатого вещества (ВВ) и инертного окна из оргстекла. Исследовались тэн, гексоген и октоген при плотности, близкой к естественной насыпной. Имея в виду необходимость регистрации не только осредненного профиля скорости, но и возможных флуктуаций на масштабах порядка размера зерна ВВ, отлажена методика измерений с малыми датчиками при размере рабочего плеча около 1 мм. В большинстве опытов получены профили с четким химпиком, однако в части записей химпик не выделялся на фоне резких пульсаций сигнала, что может быть проявлением неклассического механизма распространения волны (взрывное горение по А. Я. Апину). Результаты в сопоставлении с предыдущим исследованием приводят к представлению о параллельной работе ударного и конвективного механизмов, каждый из которых может преобладать на отдельных участках фронта волны.

DOI: 10.15372/FGV20190113
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
О ВЛИЯНИИ ИНГИБИТОРОВ ГОРЕНИЯ НА УРОВЕНЬ НЕРАВНОВЕСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ВОСПЛАМЕНЕНИИ ВОДОРОДОКИСЛОРОДНЫХ СМЕСЕЙ ЗА УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

А.В. Ерёмин1, М.Р. Коршунова2,3, Е.Ю. Михеева2,3
1Объединенный институт высоких температур РАН, 125412 Москва
2Объединенный институт высоких температур РАН, 125412 Москва, 105005 Москва
ekaterina.mikheyeva@gmail.com
3Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Ключевые слова: воспламенение водорода, ингибирование, взрывобезопасность, неравновесное излучение, hydrogen ignition, inhibition, explosion safety, non-equilibrium radiation
Страницы: 136-139
Подраздел: СРОЧНОЕ СООБЩЕНИЕ

Аннотация >>
Исследовано неравновесное излучение, возникающее при воспламенении 10%-й стехиометрической водородокислородной смеси с добавками ингибиторов горения, разбавленной аргоном, за ударными волнами. Вместо ожидаемого уменьшения сверхравновесного излучения активных радикалов в зоне воспламенения при добавлении галогенсодержащих ингибиторов обнаружено усиление УФ-излучения в районе длин волн 220 и 411 нм, характерных для радикала НО2 и молекул H2O2 и H2O. Поэтому гипотеза о механизме ингибирования путем тушения возбужденного радикала НО2* не подтверждается, и действие ингибирующих добавок обусловлено связыванием атомов Н и О.

DOI: 10.15372/FGV20190114
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину