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 2

1.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ ВОДОРОДА ДИОКСИДОМ СЕРЫ

А.А. Манташян, Э.М. Макарян, Л.С. Аракелян
Институт химической физики НАН Республики Армения, 374014 Ереван
adolph@ichph.sci.am
Ключевые слова: сера, диоксид серы, цепная реакция, окисление водорода, sulfur, sulfur dioxide, chain reaction, hydrogen oxidation
Страницы: 3-10

Аннотация >>
Осуществлена некаталитическая реакция взаимодействия водорода с диоксидом серы. Установлено, что, по существу, она является цепной реакцией окисления водорода диоксидом серы, в результате которой образуется элементарная сера. Предложен механизм реакции. Реакция изучалась в статических условиях в интервале температур 350-500 °С при давлении реагирующей смеси стехиометрического состава 300 Торр. Численный кинетический анализ механизма согласуется с экспериментальными данными.

DOI: 10.15372/FGV20190201
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
СОКРАЩЕННАЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПЛАМЕН МЕТАНА

I. Lytras, P. Koutmos, E. Dogkas
Университет Патр, Патры, 26504 Греция
koutmos@mech.upatras.gr
Ключевые слова: сокращенная химия горения, окисление метана, ламинарные пламена, механизмы химических реакций, reduced combustion chemistry, methane oxidation, laminar flames, chemical reaction schemes
Страницы: 11-28

Аннотация >>
Описана разработка сокращенных кинетических моделей высокотемпературного горения метана, применимых для моделирования многомерных турбулентных пламен. Формальное сокращение детального механизма USC Mech II для углеводородов C1-C4 методом упрощения графа прямых связей приводит к 31-компонентной модели, применимой для бедных и стехиометрических условий. Дальнейшее исключение соединений, основанное на анализе чувствительности и временного масштаба, позволило сократить механизм до 22 соединений. Кинетические параметры объединенных реакций имеют вид уравнения Аррениуса без нелинейных алгебраических членов, содержащих константы и концентрации исключенных стадий и соединений. Точности предсказания добивались путем варьирования предэкспоненциальных множителей глобальных выражений для скорости реакций при расчете "выбранных характеристик". Более компактная глобальная модель, содержащая 14 компонентов, была создана путем последовательного моделирования расходования горючего до метильных радикалов и затем их окислением до CH2 и CO при взаимодействии с O и OH. При этом в механизме полностью сохранена схема CO/H2/O2. Образование этана путем рекомбинации CH3 и образование ацетилена также сохранены в обоих механизмах. Равновесные, предварительно перемешанные пламена в нуль- и одномерном приближении, а также осесимметричные приподнятые струйные ламинарные пламена моделировались в процессе итерационной проверки применимости механизмов. Для оптимизации механизмов использованы результаты моделирования по механизму USC Mech II и доступные экспериментальные данные. Сопоставление показало удовлетворительную работу механизмов в заданных условиях.

DOI: 10.15372/FGV20190202
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ DAzFF и AzNTF

Д.Б. Лемперт1, А.И. Казаков1, В.С. Санников2, А.В. Набатова1, Д.В. Дашко2, А.И. Степанов2
1Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка
lempert@icp.ac.ru
2СКТБ "Технолог", 193076 Санкт-Петербург
Ключевые слова: 3,4-бис(4-азидофуразан-3-ил)фуроксан, 4-азидо-4''-нитро-3,3':4','3'-терфуразан, теплота сгорания, энтальпия образования, смесевое твердое ракетное топливо, удельный импульс, 3,4-bis (4-azidofurazan-3-yl) furoxan, 4-azido-4'-nitro-3,3':4','3'-terfurazan, heat of combustion, enthalpy of formation, composite solid propellant, specific impulse
Страницы: 29-37

Аннотация >>
Экспериментально определены теплота сгорания и стандартная энтальпия образования 3,4-бис(4-азидофуразан-3-ил)фуроксана (DAzFF) и 4-азидо-4''-нитро-3,3':4','3'-терфуразана (AzNTF). Проведен термодинамический анализ эффективности этих соединений как потенциальных компонентов безметалльных смесевых твердых ракетных топлив на базе активного связующего при возможности введения дополнительно небольшой добавки окислителя с высоким содержанием кислорода, например перхлората аммония.

DOI: 10.15372/FGV20190203
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С УЧЕТОМ ЭРОЗИОННЫХ ЭФФЕКТОВ

К.О. Сабденов, М. Ерзада
Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева, 150000 Петропавловск, Казахстан
sabdenovko@yandex.kz
Ключевые слова: поверхность газификации, внутренняя турбулентность, коэффициент эрозии, эффект Вилюнова-Дворяшина, gasification surface, internal turbulence, erosion factor, Vilynov-Dvoryashin
Страницы: 38-49

Аннотация >>
Отрицательный эрозионный эффект при моделировании горения возникает вследствие генерации турбулентного движения в зоне газификации твердого энергетического материала. Тепловая энергия в зоне газификации складывается из тепла химических источников в ней и тепла, поступающего к поверхности газификации из зоны пламени в газовой фазе. Часть этой энергии возвращается в газовую фазу в виде механической энергии турбулентного движения, и эта турбулентность приводит к охлаждению зоны газификации. На основе модели дано объяснение наблюдаемому в опытах ослаблению отрицательного эрозионного эффекта при повышении давления и снижении начальной температуры.

DOI: 10.15372/FGV20190204
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ В СИСТЕМЕ Cu(NO3)2-Al(NO3)3-H2O-ПВС: СИНТЕЗ НАНОКОМПОЗИТОВ CuO/Al2O3

В.Д. Журавлёв, К.В. Нефёдова, Ш.М. Халиуллин, И.В. Бакланова, Л.Ю. Булдакова
Институт химии твердого тела УрО РАН, 620990 Екатеринбург
Khaliullin@ihim.uran.ru
Ключевые слова: горение, синтез сжиганием растворов, нанокомпозиты, CuO/AlO, профили температуры, содержание углерода, combustion, solution burning synthesis, nanocomposites, CuO/Al2O3, temperature profiles, carbon content
Страницы: 50-60

Аннотация >>
Представлены результаты исследования процессов горения в системе Cu(NO3)2-Al(NO3)3-H2O-ПВС, состав и характеристики формирующихся фаз, влияние условий термообработки на фазообразование и размеры частиц порошков. Показано, что горение органо-неорганических смесей может быть использовано для получения катализаторов типа CuO/Al2O3 или прекурсоров для получения катализаторов Cu/Al2O3 и медно-матричных композитов для электрических контактов.

DOI: 10.15372/FGV20190205
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ ЛЕНТ ИЗ СМЕСЕЙ Ti + xB ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ БОРА

С.Г. Вадченко
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, 142432 Черноголовка
vadchenko@ism.ac.ru
Ключевые слова: скорость, пределы и механизм горения смесей титана с бором, burning rate, limits and mechanism of combustion of titanium-boron mixtures
Страницы: 61-67

Аннотация >>
Определены скорость и пределы горения лент, прокатанных из смесей титана с бором, в зависимости от концентрации бора. Горение одиночных лент вблизи нижнего предела нестационарное, имеет двухзонную структуру по ширине лент, обусловленную различием скоростей горения и охлаждения краев лент и ее середины. При повышении концентрации бора в смеси горение становится стационарным, а фронт более ровным. Максимум скорости горения лент достигается при концентрации бора в смеси 21-25 %.

DOI: 10.15372/FGV20190206
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ Al/Bi2O3

Y.-J. Wang1, L. Guo1, Z.-S. Jiang2
1Пекинский технологический институт, 100081 Пекин, Китай
yajunwang@bit.edu.cn
2Цзяннаньская индустриальная группа, 411207 Сянтань, Хунань, Китай
Ключевые слова: Al/BiO, нанотермит, факторы влияния, энергетические характеристики, nanothermite, influencing factor, pressure discharge property
Страницы: 68-75

Аннотация >>
Для оптимизации синтеза реагирующих компонентов и улучшения воспламенительных свойств Al/Bi2O3 исследованы факторы, влияющие на энергетические характеристики реакций нанотермитов. Учитывались тип оксидов, размер частиц Bi2O3 и молярное соотношение горючего компонента к оксиду. Все образцы получены методом ультразвукового смешивания. Состав синтезированных композитов Al/Bi2O3 подтвержден методами рентгенофазового анализа и растровой электронной микроскопии. Исследование энергетических характеристик, включая максимальное давление, время задержки воспламенения и скорость роста давления, проводилось в закрытой бомбе. Al/Bi2O3 демонстрирует наилучшие энергетические характеристики среди приготовленных нанотермитов Al/CuO, Al/Fe2O3, Al/Bi2O3. Этот композит оптимального стехиометрического состава Al (100 нм)/Bi2O3 (47 нм) характеризуется максимальным давлением 4559 кПа. При этом скорость роста давления составляет 11.398 ГПа/с и время задержки воспламенения наименьшее - 27.20 мс. Результаты показывают, что размер частиц нано-Bi2O3 также сильно влияет на энергетические характеристики.

DOI: 10.15372/FGV20190207
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
ФОРМИРОВАНИЕ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРЫ В СИНТЕЗИРОВАННОМ В РЕЖИМЕ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОМ СОЕДИНЕНИИ Ni3Al

В.Е. Овчаренко1,2, Е.Н. Боянгин1, К.О. Акимов3, К.В. Иванов1
1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634055 Томск
ove45@mail.ru
2Технологический институт Томского политехнического университета, 634050 Томск
3Томский государственный университет, 634050 Томск
Ключевые слова: тепловой взрыв, высокотемпературный синтез под давлением, интерметаллическое соединение NiAl, зеренная структура, прочность, пластичность, thermal explosion, high-temperature synthesis under pressure, intermetallic compound Ni3Al, grain structure, strength, plasticity
Страницы: 76-81

Аннотация >>
Исследовано влияние предварительной нагрузки и времени задержки приложения давления к продукту высокотемпературного синтеза в условиях теплового взрыва порошковой смеси стехиометрического состава на размер зерна в синтезированном соединении Ni3Al, на характер его разрушения, прочность и пластичность.

DOI: 10.15372/FGV20190208
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
ВЛИЯНИЕ КИНЕТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПИРОЛИЗА НА ПРОГНОСТИЧЕСКИЕ ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ЧАСТИЦЫ ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ

Г.В. Кузнецов, С.В. Сыродой
Томский политехнический университет, 634034 Томск
ssyrodoy@yandex.ru
Ключевые слова: частица древесины, воспламенение, пиролиз, кокс, летучие, кинетическая модель, время задержки зажигания, wood particle, ignition, pyrolysis, coke, volatile, kinetic model, ignition delay
Страницы: 82-96

Аннотация >>
Проведен анализ влияния кинетической модели процесса термического разложения древесины на результаты прогностического моделирования зажигания частиц древесной биомассы. С целью верификации результатов математического моделирования проведены экспериментальные исследования воспламенения частиц древесной биомассы в высокотемпературной среде. Сравнительный анализ времен задержек воспламенения, полученных теоретически и экспериментально, показал их хорошее соответствие. Проанализирован прогностический потенциал трех существенно отличающихся кинетических моделей пиролиза древесной биомассы. Установлено, что модель одностадийного пиролиза с образованием газообразных продуктов реакции достаточно хорошо описывает процесс термического разложения в период термической подготовки (отклонение от времен, полученных с использованием модели трехстадийного пиролиза, не превышает 5 %) во всем диапазоне условий нагрева. Результаты численного моделирования показывают, что учет реакций термического разложения второго и третьего уровней с образованием промежуточных продуктов пиролиза (жидких и твердых) не оказывает существенного влияния на характеристики и условия воспламенения частиц древесины в высокотемпературной газовой среде.

DOI: 10.15372/FGV20190209
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ГОРЕНИЯ ОДИНОЧНЫХ ЧАСТИЦ МАГНИЯ В ВОЗДУХЕ

Y.-Ch. Feng, Zh.-X. Xia, L.-Y. Huang, L.-K. Ma, D.-L. Yang
Национальный университет оборонных технологий, Чанша 410073, Китай
huangliya05@nudt.edu.cn
Ключевые слова: частица магния, горение частицы магния, температура зажигания, пламя, область тепловыделения, воздух, single magnesium particle, magnesium particle combustion, ignition temperature, flame, heat release region, air
Страницы: 97-107

Аннотация >>
Исследовано горение частиц магния миллиметровых размеров, зажигаемых CO2-лазером. Получены данные о структуре пламени, температуре, области тепловыделения, а также о спектральном составе излучения пламени горящей частицы. Экспериментальные результаты показали, что эволюция температуры частицы во времени проходит пять стадий: постепенный рост, выход на стационар, быстрый рост, высокотемпературная стадия, спад температуры. В серии экспериментов определена температура зажигания частиц размером ≈3 мм, которая составила 900÷940 K. В процессе стационарного горения максимальный диаметр пламени и максимальный диаметр области тепловыделения больше, чем диаметр частицы, примерно в 1.9 и в 3÷3.5 раза соответственно. Экспериментально установлено, что горение магния в воздухе контролируется диффузией его паров с поверхности частицы.

DOI: 10.15372/FGV20190210
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭФИРУРЕТАНОВОГО ЭЛАСТОМЕРА. II. ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ И ВОСПЛАМЕНЕНИЕ

Д.Н. Садовничий1, Ю.М. Милёхин1, С.А. Лопаткин2, Т.С. Скрипина2, С.А. Малинин1, И.Н. Гросс1
1Федеральный центр двойных технологий "Союз", 140090 Дзержинский
soyuz@fcdt.ru
2Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 34050 Томск
tpu@tpu.ru
Ключевые слова: энергетические конденсированные системы, воспламенение, тринитрат глицерина, перхлорат аммония, октоген, диэлектрическая релаксация, комплексная диэлектрическая проницаемость, тепловой пробой, energy condensed systems, ignition, glycerol trinitrate, ammonium perchlorate, HMX, dielectric relaxation, complex dielectric permeability, thermal breakdown
Страницы: 108-118

Аннотация >>
Изучено влияние состава энергетических конденсированных систем, содержащих тринитрат глицерина, алюминиевый порошок, перхлорат аммония и октоген, на особенности их воспламенения в электрическом поле с частотой 50 Гц. Экспериментально найдены условия, при которых происходит воспламенение энергетических конденсированных систем в переменном электрическом поле с частотой 50 Гц. Установлены температурные изменения их диэлектрических характеристик в частотном диапазоне от 20 Гц до 1 МГц. Проведены теоретические оценки возможности электрического пробоя и нагрева образцов. Обнаружено, что в полимерном связующем на основе тринитрата глицерина и полиэфируретана наблюдается электролюминесценция.

DOI: 10.15372/FGV20190211
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
ВЛИЯНИЕ ИНЕРТНЫХ МИКРО- И НАНОЧАСТИЦ НА ПАРАМЕТРЫ ДЕТОНАЦИОННЫХ ВОЛН В СИЛАНОВОДОРОДОВОЗДУШНЫХ СМЕСЯХ

Д.А. Тропин, А.В. Фёдоров
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
d.a.tropin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: подавление детонации, композитные смеси силан/водород, детальная химическая кинетика, математическое моделирование, газовзвесь, наночастицы, detonation suppression, silane/hydrogen composite mixtures, detailed chemical kinetics, mathematical modeling, gas suspension, nanoparticles
Страницы: 119-126

Аннотация >>
Проведено физико-математическое моделирование взаимодействия детонационных волн в композитных смесях силан/водород с облаками инертных микро- и наночастиц диаметром от 10 нм до 100 мкм. Рассчитаны зависимости относительной скорости детонации от объемной концентрации частиц. Определено, что увеличение эффективности подавления детонации наблюдается при уменьшении диаметра частиц только до 1 мкм. Выявлено влияние термодинамических параметров частиц на эффективность подавления детонации. Определены концентрационные пределы детонации. Показано, что при уменьшении диаметра частиц менее 1 мкм наблюдается выход на некоторое равновесное асимптотическое значение концентрационных пределов детонации. Получена аппроксимация концентрационных пределов детонации в виде аналитической зависимости предельной объемной концентрации частиц от их диаметра и концентрации топлива в композитной двухтопливной смеси силан/водород/воздух.

DOI: 10.15372/FGV20190212
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
ЛАЗЕРНОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ ТЭНА С ВКЛЮЧЕНИЯМИ НАНОЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ ПРИ ПРИЛОЖЕНИИ СТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, Г.М. Белокуров, А.А. Звеков, Н.В. Нелюбина
Институт углехимии и химического материаловедения Федерального исследовательского центра угля и углехимии СО РАН, 650000 Кемерово
lesinko-iuxm@yandex.ru
Ключевые слова: лазерное инициирование, тэн, взрыв, газодинамическая разгрузка, дислокации, наночастицы алюминия, оптоакустика, laser initiation, PETN, explosion, gas-dynamic unload, dislocation, aluminum nanoparticles, optoacoustics
Страницы: 127-134

Аннотация >>
Экспериментально измерены пороги взрывчатого разложения тэна с включениями наночастиц алюминия (средний диаметр частиц 100 нм) при приложении к образцам статического давления 0÷0.288 ГПа при воздействии первой гармоники импульсного (14 нс) неодимового лазера. Измерены амплитуды оптоакустического сигнала в зависимости от концентрации включений в образце при фиксированной плотности энергии лазерного излучения. Наблюдается значительное снижение порога инициирования, что связано с блокированием газодинамической нагрузки и увеличением плотности образцов.

DOI: 10.15372/FGV20190213
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину