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 3

1.
ОБЗОР ДОСТИЖЕНИЙ В ОБЛАСТИ БЕЗОПАСНОГО СИНТЕЗА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

D. M. Badgujar1, M. B. Talawar2, В.Е. Зарко3, P. P. Mahulikar1
1Университет Северной Махараштры, 425001 Джалгаон, Индия
mahulikarpp@rediffmail.com
2Лаборатория исследования высокоэнергетических материалов, 411021 Пуна, Индия
3Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
zarko@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: экологические методы, энергетические материалы, зеленая химия, ионные жидкости, микроволновое излучение, пентаоксид диазота, eco-friendly methods, energetic materials, green chemistry, ionic liquids, microwave irradiation, dinitrogen pentoxide
Страницы: 3-16

Аннотация >>
В настоящее время существует большой интерес к созданию новых энергетических материалов с максимально возможным запасом энергии. Синтез таких материалов проводится на различных стадиях пилотных производств во всем мире. Однако реализация синтеза сопряжена с наличием опасных производственных процессов. В обзоре обсуждаются относительно безопасные и экологичные подходы и методы, такие как микроволновая технология и применение ионных жидкостей, для синтеза высокоэнергетических материалов с повышенными техническими характеристиками, которые могут применяться во взрывчатых веществах и ракетных топливах. Обсуждается использование пентаоксида диазота в качестве эффективного нитрующего агента для синтеза энергетических материалов.

DOI: 10.15372/FGV20190301
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ПЛАМЕНИ В ЗАКРЫТОМ СОСУДЕ, ЧАСТИЧНО ЗАПОЛНЕННОМ ПОРИСТОЙ СРЕДОЙ

Я.В. Козлов, В.В. Замащиков, А.А. Коржавин
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
yaroslav@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: пламя, закрытый сосуд, пористая среда, flame, closed vessel, porous medium
Страницы: 17-26

Аннотация >>
Экспериментально изучено распространение пламени в закрытом сосуде, содержащем стехиометрическую пропановоздушную смесь и частично заполненном пористой средой. Показано, что предел распространения волн горения в пористой среде определяется текущим давлением при подходе пламени к ней, а также переходными процессами при входе волны в пористую среду. Исследовано явление динамического предела - предела распространения пламени в пористой среде, связанного с непрерывным падением давления. Показано, что область начальных давлений, в которой наблюдается динамический предел, определяется не только изменением числа молей в газовой фазе, как при распространении пламени в сосудах, полностью заполненных пористой средой, но также и охлаждением газа в свободном пространстве. Диапазон начальных давлений, в котором возможна реализация динамического предела, может быть значительно больше, чем обусловленный изменением числа молей. Этот диапазон в основном определяется теплообменом газа со стенками сосуда в области, свободной от пористой среды.

DOI: 10.15372/FGV20190302
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
ПРИМЕНЕНИЕ УЛУЧШЕННОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ ДЛЯ ПРЕДСКАЗАНИЯ ЭМИССИИ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ ГОРЕНИИ БЕДНОЙ СМЕСИ В ГАЗОТУРБИННОЙ КАМЕРЕ СГОРАНИЯ

T.H. Nguyen
Хошиминский университет сельского хозяйства и лесоводства, Хошимин, Вьетнам
nt.hao@hcmuaf.edu.vn
Ключевые слова: горение, вычислительная гидродинамика, система химических реакторов, газотурбинная камера сгорания с предварительным смешением, эмиссия оксидов азота, combustion, CFD, CRN, lean premixed gas turbine combustor, emission of nitrogen oxides
Страницы: 27-34

Аннотация >>
С использованием методов вычислительной гидродинамики была улучшена 24-элементная модель системы химических реакторов (СХР) для предсказания эмиссии оксидов азота в газотурбинной камере сгорания при горении бедной смеси. Вычисленная по этой модели эмиссия оксидов азота хорошо согласуется с экспериментальными данными, полученными в Корейском научном институте электрической энергии. Новая модель СХР способна учитывать сложные механизмы химических реакций. Благодаря малому времени расчета, данная модель может использоваться для анализа систем сгорания и быть интегрирована в процесс конструирования газотурбинных камер сгорания.

DOI: 10.15372/FGV20190303
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕТРАЦИИ ТОПЛИВА В СВЕРХЗВУКОВОЙ КАМЕРЕ СГОРАНИЯ

М.А. Гольдфельд, А.В. Старов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
starov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковой поток, пробоотборник, смешение, керосин, горение, supersonic flow, sampling tube, mixing, kerosene, combustion
Страницы: 35-42

Аннотация >>
Представлены измерения распределения концентрации керосина в камере сгорания при числе Маха на входе 2.89 в испытаниях в режиме присоединенного воздухопровода в импульсной аэродинамической установке. Подача керосина осуществлялась через 12 струйных форсунок под углом к потоку со стенки перед каверной. Измерения были проведены в трех поперечных сечениях. Получены данные по распределению концентрации керосина на начальном участке камеры сгорания и его зависимость от соотношения импульсов струй и основного потока. Показано, что отсутствие интенсивного горения в модельной камере сгорания в этих условиях вызвано несоответствием локальных избытков топлива необходимым для воспламенения.

DOI: 10.15372/FGV20190304
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
ВЛИЯНИЕ ПРЕГРАДЫ НА ПРОХОЖДЕНИЕ ВОЛНЫ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ ПО ПОРИСТОЙ ТИТАНОВОЙ ЛЕНТЕ

С.Г. Вадченко
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, 142432 Черноголовка, Россия
vadchenko@ism.ac.ru
Ключевые слова: фильтрационное и поверхностное горение, скорость горения титановых лент, влияние преграды, filtering and surface combustion, burning rate of titanium tapes, effect of partition
Страницы: 43-49

Аннотация >>
Исследовано горение в воздухе лент, прокатанных из порошка титана, и определено время задержки движения фронта горения при наличии односторонней преграды, ограничивающей доступ окислителя к поверхности. Показано, что выравнивание фронта горения по толщине ленты происходит на значительном расстоянии от преграды, на два порядка превышающем ее толщину. Определена критическая ширина двухсторонней преграды. Значительная длина ленты, на которой реализуется выравнивание фронта по толщине ленты при односторонней преграде, и малая критическая ширина двухсторонней преграды обусловлены поверхностным режимом горения.

DOI: 10.15372/FGV20190305
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ НАГРЕВА ИСХОДНОГО И МОДИФИЦИРОВАННОГО ОКСИДОМ V2O5 ПОРОШКОВ АСД-4 НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ПРОДУКТОВ ОКИСЛЕНИЯ

В.Г. Шевченко1, Д.А. Еселевич1, З.С. Винокуров2,3, А.В. Конюкова1
1Институт химии твердого тела УрО РАН, 620990 Екатеринбург, Россия
shevchenko@ihim.uran.ru
2Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
3Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
Ключевые слова: алюминий, порошок, модификация, пентаоксид ванадия, окисление, скорость нагрева, фазовый анализ, aluminum, powder, modification, vanadium pentoxide, oxidation, heating rate, phase analysis
Страницы: 50-56

Аннотация >>
Рентгенодифракционным методом с использованием синхротронного излучения проанализирована последовательность образования фаз в процессе окисления исходного и модифицированного порошков Al при нагревании в окислительных газовых средах со скоростями 10 и 100 К/мин. Установлено, что увеличение скорости нагрева модифицированного порошка АСД-4 приводит к активному росту метастабильных фаз оксида алюминия (θ- и δ'-Al2O3), минуя фазу g-Al2O3. Высказаны предположения о формах существования ванадия в продуктах взаимодействия. Показано, что снятие диффузионных ограничений в системе ядро - оболочка (Al-Al2O3) может быть достигнуто в результате воздействия окисляющейся частицы алюминия на физико-химические процессы на межфазных границах.

DOI: 10.15372/FGV20190306
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
КОНВЕКТИВНЫЙ РЕЖИМ ГОРЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОЙ СМЕСИ Ti + 0.5C. ОБЛАСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ И ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

Б.С. Сеплярский, Р.А. Кочетков, Т.Г. Лисина
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, 142432 Черноголовка, Россия
sepl@ism.ac.ru
Ключевые слова: горение, гранулирование, смесь Ti + 0.5C, поток газа, конвективный теплоперенос, механизм горения, переход между режимами горения, combustion, granulation, Ti + 0.5C mixture, gas flow, convective heat transfer, combustion mechanism, transition between combustion regimes
Страницы: 57-62

Аннотация >>
Исследованы режимы горения гранулированной смеси Ti + 0.5C при изменении расхода спутного потока азота. На основе экспериментальных данных определены параметры газового потока, отвечающие переходу от кондуктивного к конвективному режиму распространения волны горения, который характеризуется более сильной зависимостью скорости горения от величины газового потока. Предложена простая модель для расчета скорости горения в конвективном режиме и разработан метод определения границы между режимами. В соответствии с этой моделью скорость горения зависит не только от температуры горения смеси, но и от температуры воспламенения компонентов смеси в потоке активного газа.

DOI: 10.15372/FGV20190307
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ И ФАЗОВОГО СОСТАВА КОНДЕНСИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ СМЕСИ Ti + Ni ОТ ВРЕМЕНИ МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ

Н.А. Кочетов, Б.С. Сеплярский, А.С. Щукин
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, 142432 Черноголовка, Россия
kolyan_kochetov@mail.ru
Ключевые слова: горение, механическая активация, интерметаллиды, Ti + Ni, никелид титана, температура горения, фазовый состав продуктов, combustion, mechanical activation, intermetallides, Ti + Ni, titanium nickelide, combustion temperature, phase composition of products
Страницы: 63-70

Аннотация >>
С помощью метода предварительной механической активации реализован процесс горения смеси Ti + Ni, не горящей при комнатной температуре. Впервые исследованы зависимости скорости и максимальной температуры горения и удлинения образцов от времени механоактивации порошковой смеси Ti + Ni. Кроме того, исследованы микроструктура и фазовый состав активированных смесей и продуктов их горения. Экспериментально определено время механоактивации (9 мин), при котором максимальны скорость горения смеси и содержание основной фазы (интерметаллида TiNi) в продуктах горения. В этих условиях горение распространяется в режиме узкой зоны - максимальная температура соответствует температуре во фронте горения.

DOI: 10.15372/FGV20190308
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СОЛИ 5,5'-АЗОТЕТРАЗОЛА. I. ТЕРМОХИМИЯ И ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ

В.П. Синдицкий, Л.Е. Богданова, К.О. Капранов, А.И. Левшенков, В.И. Колесов
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047 Москва, Россия
vps@rctu.ru
Ключевые слова: соли 5,5'-азотетразола, термическое разложение, кинетика, теплота сгорания, энтальпия образования, 5,5'-azotetrazolate salts, thermal decomposition, kinetics, heat of combustion, enthalpy of formation
Страницы: 71-91

Аннотация >>
В изотермических и неизотермических условиях в твердой и жидкой фазах исследован термический распад двузамещенных солей высокоэнергетического 5,5'-азотетразола: натриевой, аммониевой, гидразиновой, гуанидиновой, аминогуанидиновой и триаминогуанидиновой. Показана связь силы основания с термической стойкостью соли 5,5'-азотетразола. Определена граница возможности существования солей 5,5'-азотетразола по показателю рKa силы основания. Проведен анализ газообразных и конденсированных продуктов распада и предложен механизм термического распада солей 5,5'-азотетразола. Экспериментально определены энтальпии образования ряда солей 5,5'-азотетразола, на основании анализа полученных и литературных данных выбраны наиболее достоверные значения.

DOI: 10.15372/FGV20190309
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЛКОКСИ-NNO-АЗОКСИПРОИЗВОДНЫХ ПИРАЗОЛА И НИТРОПИРАЗОЛОВ

И.Н. Зюзин1, А.И. Казаков1, Д.Б. Лемперт1, И.А. Вацадзе2, Л.С. Курочкина1, А.В. Набатова1
1Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, Россия
lempert@icp.ac.ru
2Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН, 119991 Москва, Россия
Ключевые слова: 1-(2,2-бис(метокси-NNO-азокси)этил)-пиразол, 1-(2,2-бис(метокси-NNO-азокси)этил)-3-нитропиразол, 1-(2,2-бис(метокси-NNO-азокси)этил)-4-нитропиразол, алкокси-NNO-азоксисоединения, пиразолы, нитропиразолы, энтальпия сгорания, энтальпия образования, смесевые твердые ракетные топлива, удельный импульс, 1-(2,2,2-bis(methoxy-NNO-azoxy)ethyl)-pyrazole, 1-(2,2-bis(methoxy-NNO-azoxy)ethyl)-3-niropyrazole, 1-(2,2-bis(methoxy-NNO-azoxy)ethyl)-4-niropyrazole, alkoxy-NNO-azoxy compounds, pyrazoles, nitropyrazoles, enthalpy of combustion, enthalpy of formation, solid composite propellants, specific impulse
Страницы: 92-99

Аннотация >>
Экспериментально измерены стандартные энтальпии образования соединений 1-(2,2-бис(метокси-NNO-азокси)этил)пиразола, 1-(2,2-бис(метокси-NNO-азокси)этил)-3-нитропиразола и 1-(2,2-бис(метокси-NNO-азокси)этил)-4-нитропиразола - 273.6 ±6.7, 231.0 ± 3.3 и 213.8 ± 7.9 кДж/моль соответственно. На основании этих значений энтальпии определен вклад замены атома H у атомов N в гетероциклах на группу CH2CH(N2O2Me) 2 (151.9 кДж/моль). Расчетным путем установлено, что 1-(2,2-бис(метокси-NNO-азокси)этильные производные пиразола, 3- и 4-нитропиразола, 3,4-динитропиразола, 3,4,5-тринитропиразола, а также биспроизводное бисфуразано[3,4-b;3',4'-e]пиперазина уступают октогену в качестве газифицирующих компонентов смесевых твердых ракетных топлив в составах с активным связующим без металла. Некоторый интерес может представлять только производное 3,4-динитропиразола, которое при невысоком содержании в паре с перхлоратом аммония обеспечивает удельный импульс 249 с в композициях топлива, не содержащих алюминия.

DOI: 10.15372/FGV20190310
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
ГОРЕНИЕ СВОБОДНО ПАДАЮЩИХ В ВОЗДУХЕ АГЛОМЕРАТОВ ИЗ АЛЮМИНИЯ И БОРА. I. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ПОДХОД

О.Г. Глотов, Г.С. Суродин
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
glotov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: алюминий, бор, частица, агломерат, горение, время горения, конденсированные продукты горения, сканирующий электронный микроскоп, энергодисперсионный анализ (EDS), aluminum, boron, particle, agglomerate, burning, burning time, condensed combustion products, scanning electron microscope, energy dispersive analysis (EDS)
Страницы: 100-109

Аннотация >>
Дан обзор исследований горения смесевых топлив, содержащих комбинированное горючее на основе алюминия и бора. Представлена методика исследования горения крупных частиц комбинированного горючего Al + B в воздухе. Горящие частицы Al/B диаметром 300¸700 мкм агломерационного происхождения получали посредством воспламенения помещенных в сгорающий безметалльный образец миниатюрных кусочков смесевой композиции, содержащей 32 % связующего и 68 % порошков алюминия и бора микронных размеров в соотношении Al/B = 81/19. Образованные в результате слияния множества мелких частиц агломераты горели в воздухе в свободном падении. Описаны процедуры обработки видеозаписи процесса горения и исследования конденсированных продуктов горения - остатков горения агломератов с целью определения времени горения и анализа особенностей превращения комбинированного горючего в оксид.

DOI: 10.15372/FGV20190311
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
ГОРЕНИЕ СВОБОДНО ПАДАЮЩИХ В ВОЗДУХЕ АГЛОМЕРАТОВ ИЗ АЛЮМИНИЯ И БОРА. II. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

О.Г. Глотов, Г.С. Суродин
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
glotov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: алюминий, бор, частица, агломерат, горение, время горения, конденсированные продукты горения, остаток горения, морфология, масса остатка, цериметрический химический анализ, неполнота сгорания, сканирующий электронный микроскоп, энергодисперсионный анализ (EDS), элементный состав, aluminum, boron, particle, agglomerate, burning, burning time, condensed combustion products, combustion residue, morphology, mass of residue, cerimetric chemical analysis, incomplete combustion, scanning electron microscope, energy dispersive analysis (EDS), elemental composition
Страницы: 110-117

Аннотация >>
Методом модельных монодисперсных агломератов впервые исследовано горение агломератов Al/B (0.81/0.19) диаметром 320¸780 мкм в свободном падении в воздухе. Определена зависимость времени горения от размера. Частицы-остатки горения подвергнуты морфологическому, химическому, массовому, гранулометрическому и элементному (методом EDS) анализам. Установлено, что существенными особенностями механизма горения агломератов Al/B по сравнению с алюминием являются длительное горение; специфическая структура частицы типа ядро в оболочке, причем бор находится в ядре и отсутствует в оболочке; слабое изменение массы и диаметра частицы в процессе горения.

DOI: 10.15372/FGV20190312
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
СТЕРИЧЕСКИ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ ЧАСТИЦЫ АЛЮМИНИЯ ДЛЯ НОВЕЙШИХ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ЖИДКИХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ

S. Elbasuney
Школа химической технологии Кобри Элькоба, Каир, Египет
sherif_basuney2000@yahoo.com
Ключевые слова: жидкостный ракетный двигатель, коллоид, модификация поверхности, стерическая стабилизация, горючее на металлической основе, liquid rocket propulsion, colloid, surface modification, steric stabilization, metal-based fuel
Страницы: 118-125

Аннотация >>
Получение стабильных суспензий реакционноспособных металлических порошков в жидком ракетном топливе позволяет повысить удельную тягу. Алюминий в этой связи представляет интерес благодаря свой доступности, стабильности и высокой энтальпии горения (32000 Дж/г). Частицы сверхтонкого алюминия сферической формы со средним размером 15 мкм получены методом мокрого размола. Поверхность частиц алюминия была эффективно модифицирована полимерным поверхностно-активным веществом и стерически стабилизирована в растворителе (толуол). Органически модифицированный алюминий полностью изменил поверхностные свойства, став вместо гидрофильного гидрофобным, легко переходя из водной среды в органическую. Стабилизированные частицы легко распределялись по жидкому ракетному топливу (гидразину). Влияние частиц алюминия на горение гидразина оценено в расчете по термодинамической программе ICT (Институт химической технологии в Германии, 2008). Алюминий повышает температуру горения, кислородный баланс, характеристическую скорость истечения и удельный импульс. Установлено, что оптимальная концентрация алюминия в гидразине составляет 6 % по массе.

DOI: 10.15372/FGV20190313
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ CУСПЕНЗИОННОГО ТОПЛИВА НА ОСНОВЕ БОРА В ПРЯМОТОЧНОМ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОМ ДВИГАТЕЛЕ

Y.-L. Xiao, Zh.-X. Xia, L.-Y. Huang, L.-K. Ma, D.-L. Yang
Национальный университет технологии защиты, 410073 Чанша, Китай
huangliya05@nudt.edu.cn
Ключевые слова: суспензия, прямоточный воздушно-реактивный двигатель, бор, агломераты, slurry, ramjet, boron, agglomerate
Страницы: 126-137

Аннотация >>
Предложена модель воспламенения и горения агломерата бора, учитывающая изменение параметров отдельных частиц бора в агломератах, а также тепло- и массообмена между агломератами и окружающей средой. Спроектирован и проведен эксперимент в струйной камере сгорания с использованием топливной суспензии на основе бора с целью проверки конфигурации струи и верификации модели горения частиц бора. Разработана математическая модель многофазного реагирующего потока суспензионного топлива на основе бора в камере сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Капли керосина и частицы бора вводились дискретно в поле потока горелки, и их траектории отслеживались с использованием модели дискретной фазы. Подробно проанализировано влияние размера агломератов, расхода воздуха, начального диаметра частиц бора и содержания частиц бора на эффективность сгорания топливной суспензии. Показано, что эффективность сгорания уменьшается с увеличением размера агломератов, начального диаметра частиц бора и их содержания и увеличивается с ростом расхода воздуха из обводного канала. Если диаметр агломерата превышает 100 мкм или расход воздуха из обводного канала составляет менее 50 г/с, полное сгорание частиц бора невозможно.

DOI: 10.15372/FGV20190314
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину