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

2020 год, номер 4

1.
9-й Международный семинар по опасностям пожаров и взрывов


Страницы: 3-4

Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
ДОЛЯ ИЗЛУЧЕННОЙ ЭНЕРГИИ И ДЛИНА ДИФФУЗИОННОГО ПЛАМЕНИ ПРИ ГОРЕНИИ СТРУИ ПРОПАНА В ПОПЕРЕЧНОМ ПОТОКЕ

J.-W. Wang1,2, J. Fang1, J.-F. Guan2, L.-Y. Zhao1, S.-B. Lin1, H. R. Shah1, Y.-M. Zhang1, J.-H. Sun1
1Китайский университет науки и технологии, Хэфэй 230026, Китай
fangjun@ustc.edu.cn
2Университет Цинхуа, Хэфэй 230601, Китай
Ключевые слова: поперечный поток, пропан, тепловое излучение, сажа, диффузионное пламя, crossflow, propane, radiative fraction, soot, turbulent diffusion flame
Страницы: 5-13

Аннотация >>
В промышленном оборудовании часто реализуется струйное сжигание газа в поперечном потоке, способствующем смешению и горению. В предыдущих исследованиях уделялось недостаточно внимания взаимосвязи параметров струи горючего и поперечного потока, а также их влиянию на излучение энергии пламенем. Предлагается новое теоретическое соотношение, связывающее долю излученной энергии с расходом горючего и скоростью поперечного потока. В экспериментах для всех рассматриваемых пламен наблюдалось увеличение длины пламени с ростом скорости потока. Результаты измерений показывают, что коэффициент растяжения пламени равен 0.08 с. В случае малой скорости поперечного потока доля излученной энергии практически не зависит от диаметра сопла. Поперечный поток оказывает наиболее сильное влияние на долю излученной энергии в случае малого диаметра сопла. Это связано с влиянием скорости струи горючего и скорости поперечного потока на время пребывания сажи в пламени, которое пропорционально доле излученной энергии.

DOI: 10.15372/FGV20200401
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
СКОРОСТЬ ЛАМИНАРНОГО ПЛАМЕНИ В СМЕСИ ДИМЕТИЛКАРБОНАТА С ВОЗДУХОМ, СОЗДАВАЕМОЙ РАСТВОРИТЕЛЕМ ЛИТИЙ-ИОННОГО ЭЛЕКТРОЛИТА

M. Henriksen1, K. Vaagseather1, A. V. Gaathaug1, J. Lundberg1, S. Forseth2, D. Bjerketvedt1
1Университет Юго-Восточной Норвегии, Порсгрунн, Телемарк, Норвегия
mathias.henriksen@usn.no
2Норвежский центр оборонных исследований, Осло, Норвегия
Ключевые слова: скорость ламинарного пламени, диметилкарбонат, литий-ионный электролит, газовый взрыв, laminar burning velocity, dimethyl carbonate, Li-ion battery electrolyte, gas explosion
Страницы: 14-25

Аннотация >>
В случае разрушения литий-ионной ячейки и истечения электролита в атмосферу формируется облако горючей смеси газа с воздухом. При сгорании электролита выделяется 65 ¸ 70 % энергии, содержащейся в ячейке. Определены скорость ламинарного пламени и длина Маркштейна для диметилкарбоната и пропана в 20-литровой сферической бомбе при начальном давлении 100 кПа и температуре 300 К. Пять разных моделей, учитывающих влияние растяжения ламинарного пламени на скорость его распространения, дали практически идентичный результат. Экспериментальные данные хорошо согласуются с ранее опубликованными результатами и лежат несколько ниже результатов теоретических расчетов. В отличие от опубликованных данных, скорость ламинарного пламени для диметилкарбоната измерена в смеси, близкой к состоянию насыщения при начальных условиях.

DOI: 10.15372/FGV20200402
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
РАДИАЦИОННОЕ ПОГАСАНИЕ ЛАМИНАРНОГО ДИФФУЗИОННОГО ПЛАМЕНИ НАД ПЛОСКОЙ ПОРИСТОЙ ГОРЕЛКОЙ В УСЛОВИЯХ НЕВЕСОМОСТИ. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Е.А. Кузнецов, А.Ю. Снегирёв, Е.С. Маркус
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 195251 Санкт-Петербург, Россия
a.snegirev@phmf.spbstu.ru
Ключевые слова: ламинарное диффузионное пламя, невесомость, тепловое излучение, радиационное погасание, laminar diffusion flame, zero gravity, thermal radiation, radiation extinction
Страницы: 26-45

Аннотация >>
Численно исследована динамика формирования и погасания ламинарных диффузионных пламен метана и этилена, образующихся в окислительной среде в невесомости над поверхностью плоской пористой горелки. Расчеты воспроизводят условия экспериментов, выполняющихся в рамках проекта BRE - Фламенко программы ACME, нацеленной на исследование горения при отсутствии гравитации. Трехмерная нестационарная модель, учитывающая многостадийные и многокомпонентные химические механизмы окисления горючих, образование и окисление сажи, а также тепловое излучение продуктов сгорания, апробирована для струйного ламинарного диффузионного пламени метана в условиях нормальной гравитации и для пламени этилена в условиях кратковременной невесомости при свободном падении в испытательной башне. Расчеты пламен, формирующихся при длительной невесомости, выполнены для диапазона расходов горючего, характерного для горения твердых и жидких горючих материалов. Во всех рассмотренных случаях горение протекает в нестационарном режиме, несмотря на постоянный расход горючего. Стадия роста пламени сопровождается непрерывным снижением температуры в зоне реакции из-за теплопотерь излучением с последующим локальным погасанием, пульсациями пламени и полным прекращением горения. Показано влияние вида и расхода горючего на длительность существования пламени и динамику его распада. Выявлена чувствительность результатов расчетов к используемому химическому механизму. Установлено, что доля энергии, излучаемой пламенем в невесомости, на порядок превышает соответствующее значение для пламени в условиях нормальной гравитации. Показано, что лучистые теплопотери являются причиной потери устойчивости и погасания пламени.

DOI: 10.15372/FGV20200403
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
ВРЕМЯ ЗАДЕРЖКИ ЗАЖИГАНИЯ ФТОР-ЭТИЛЕН-ПРОПИЛЕНОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ В УСЛОВИЯХ ВЫНУЖДЕННОЙ КОНВЕКЦИИ В НЕВЕСОМОСТИ

K. Wang1, J. Fang1, J.-W. Wang1, S.-M. Zheng1, J.-F. Guan2, H. R. Shah1, J.-J. Wang1, Y.-M. Zhang1
1Китайский университет науки и технологии, 230027 Хэфэй, Китай
fangjun@ustc.edu.cn
2Университет Цинхуа, Пекин, Китай
Ключевые слова: невесомость, зажигание, фтор-этилен-пропиленовая изоляция, взрыв, деформация потока, microgravity, ignition, FEP wire insulation, bursting jet, stretched flow
Страницы: 46-55

Аннотация >>
Исследовано зажигание фтор-этилен-пропиленовой (ФЭП) изоляции электропроводки при постоянном токе в условиях вынужденной конвекции в невесомости и при нормальной гравитации. Как в невесомости, так и при нормальной гравитации плавление и разложение ФЭП-изоляции вызывает взрывное формирование струи. Вынужденная конвекция и гравитация не оказывают существенного влияния на нагрев провода и на время задержки до взрыва. При этом длительность процесса пиролиза увеличивается при повышении скорости воздуха. В условиях невесомости возрастает интенсивность деформации поля скоростей потока газа. Как вынужденная конвекция, так и гравитация существенно влияют на время индукции, которое зависит от деформации поля скоростей и от числа Дамкёлера. Время индукции увеличивается при росте скорости воздуха и в условиях невесомости. Время задержки зажигания определяется темпом нагрева проволоки и временем, необходимым для взрыва. Увеличение времени задержки зажигания, связанное с увеличением скорости воздуха, обусловлено в условиях невесомости изменением времени индукции.

DOI: 10.15372/FGV20200404
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ И ИХ АГЛОМЕРАЦИИ НА МИНИМАЛЬНУЮ ВЗРЫВООПАСНУЮ КОНЦЕНТРАЦИЮ И СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ В ПЫЛЕВЫХ ОБЛАКАХ

K. Ichinose, T. Mogi, R. Dobashi
Токийский университет, Токио, Япония
k_ichinose@chemsys.t.u-tokyo.ac.jp
Ключевые слова: взрыв пыли, размер частиц, агломерация, распространение пламени, dust explosion, particle size, agglomeration, flame propagation
Страницы: 56-62

Аннотация >>
Исследуется характер распространения пламени и влияние агломерации частиц полиметилметакрилата при изменении размера. Используются частицы с очень узким распределением по размерам. Показано, что при уменьшении размера частиц минимальная взрывоопасная концентрация увеличивается, скорость распространения пламени также увеличивается. Таким образом, минимальная взрывоопасная концентрация и скорость распространения пламени зависят от размера частиц противоположным образом. Предполагается, что минимальная взрывоопасная концентрация может сильно зависеть от расстояния между частицами, в то время как скорость распространения пламени определяется удельной площадью поверхности частиц. Следует подчеркнуть, что сила взрыва может быть значительной в случае очень малых частиц, несмотря на то, что минимальная взрывоопасная концентрация достаточно велика.

DOI: 10.15372/FGV20200405
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ИНЕРТНЫХ ЧАСТИЦ НА ЗАЖИГАНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛАМЕНИ В ПЫЛЕВОЗДУШНЫХ СМЕСЯХ

K. Huttenbrenner, H. Kern, S. Tomasch, H. Raupenstrauch
Горный университет Леобена, 8700 Леобен, Австрия
katja.huettenbrenner@unileoben.ac.at
Ключевые слова: инертные частицы, пылевоздушная смесь, зажигание, пламя, взрывобезопасность, inert particles, dust-air mixture, ignition, flame, explosion safety
Страницы: 63-72

Аннотация >>
Негорючие материалы в качестве инертных добавок играют важную роль в предотвращении взрывов. Несмотря на очевидную важность и прикладное значение таких материалов, механизмы, приводящие к подавлению взрыва, до сих пор изучены недостаточно. Это относится, в частности, к инертным материалам с высокой удельной площадью поверхности, а также к влиянию содержания влаги в инертном материале. Работа посвящена экспериментальному и численному исследованию влияния инертных добавок на зажигание и распространение пламени во взвесях диспергированного ликоподия в воздухе. Влияние удельной площади поверхности исследовано для инертного порошкового материала клиноптилолит (Clinoptilolith).

DOI: 10.15372/FGV20200406
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
КИНЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ДЕТОНАЦИИ С УЧЕТОМ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ НЕРАВНОВЕСНОСТИ

C. Lin1, K. H. Luo2
1Университет Сунь Ятсена, Чжухай 519082, Китай
linchd3@mail.sysu.edu.cn
2Университетский колледж Лондона, Лондон WC1E 7JE, Великобритания
K.Luo@ucl.ac.uk
Ключевые слова: нестационарная детонация, термодинамическая неравновесность, unsteady detonation, thermodynamic nonequilibrium
Страницы: 73-82

Аннотация >>
Благодаря своей мезоскопической природе, дискретный метод Больцмана может применяться для исследования нестационарной детонации с существенной гидродинамической и термодинамической неравновесностью. В работе применяется эффективный и точный метод для анализа влияния амплитуды и длины волны начального возмущения, а также теплоты сгорания на развитие нестационарной детонации в условиях неравновесности. Показано, что начальная амплитуда возмущения влияет только на начальную стадию нестационарной детонации, которая становится автомодельной, с небольшими фазовыми отличиями на более поздних стадиях. При малых длинах волны возмущения давление растет быстрее в начальный период времени, но вскоре уменьшается до малых значений. При увеличении химического тепловыделения давление и его осцилляции возрастают, неравновесные эффекты усиливаются, а период осцилляций уменьшается. При малых длине волны или химическом тепловыделении поперечные волны и ячейки не образуются, а двумерная нестационарная детонация трансформируется в одномерную.

DOI: 10.15372/FGV20200407
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
РАСЧЕТ УДАРНЫХ ВОЛН ПРИ ВЗРЫВЕ РЕЗЕРВУАРА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ СО СЖИЖЕННЫМ ГАЗОМ

С.Е. Якуш
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН, 119526 Москва, Россия
yakush@ipmnet.ru
Ключевые слова: взрыв расширяющихся паров, ударная волна, быстрый фазовой переход, численное моделирование, explosion of expanding vapors, shock wave, fast phase transition, numerical simulation
Страницы: 83-92

Аннотация >>
Быстрые фазовые переходы, протекающие с резким увеличением удельного объема, могут сопровождаться газодинамическими явлениями взрывного типа. Представлена модель для расчета ударных волн, возникающих в атмосфере при взрыве резервуара высокого давления со сжиженным газом, основанная на предположении о термодинамически равновесном состоянии парожидкостной смеси, в которой пар и жидкость имеют равные скорости и находятся в состоянии насыщения при локальном давлении. Выполнены расчеты сферически-симметричного разлета облака вскипающей жидкости; проведены сравнение профилей давления при различных начальных условиях и валидация параметров первичной ударной волны по результатам имеющихся экспериментальных данных. Представлены двумерные расчеты ударных волн при разрушении цилиндрического резервуара у подстилающей поверхности при различной степени заполнения.

DOI: 10.15372/FGV20200408
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
О ПРИРОДЕ СИНЕРГЕТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА В ПЛАМЕНАХ СМЕСЕЙ МЕТАНА И ФОРМАЛЬДЕГИДА С ВОЗДУХОМ

В.М. Шварцберг, В.А. Бунев
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского, Новосибирск 630090, Россия
vshvarts@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: метан, формальдегид, синергизм, пределы распространения пламени, численное моделирование, селективное окисление, methane, formaldehyde, synergism, flammability limits, numerical simulation, selective oxidation
Страницы: 93-103

Аннотация >>
Работа посвящена изучению природы синергетического эффекта в пламенах смесей метана и формальдегида с воздухом. Горение смесей различных топлив представляет большой интерес как в плане решения практических задач, так и с точки зрения фундаментальной науки. Установлено, что добавка формальдегида к богатому пламени метан/воздух при постоянной концентрации метана сначала снижает его скорость распространения, а затем начинает увеличивать ее. Механизм синергизма в данном случае объясняется преимущественным и полным расходованием формальдегида, благодаря его большей реакционной способности и его отрицательному влиянию на скорость расходования метана. В результате преимущественного сгорания одного из топлив в пламени существуют две пространственно разделенные зоны выделения тепла. Выделение тепла в первой зоне происходит в основном в реакции окисления формальдегида и формильного радикала, а во второй зоне - в основном в реакции рекомбинации метильных радикалов. Анализ чувствительности скорости пламени показал, что ключевыми реакциями, влияющими на скорость пламени, являются стадии образования радикалов (в основном гидроксила) или продуктов, которые приводят к их образованию. Реакции, вносящие основной вклад в выделение тепла, как правило, не оказывают влияния на скорость пламени. Установлено, что взаимодействие двух горючих CH4 и CH2O в смеси с воздухом приводит к заметному усилению явления сверхадиабатических температур.

DOI: 10.15372/FGV20200409
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ N-(2,2-БИС(МЕТОКСИ-NNO-АЗОКСИ)ЭТИЛ)НИТРАМИНОВ

И.Н. Зюзин, Д.Б. Лемперт, А.В. Набатова, А.И. Казаков
Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, Россия
lempert@icp.ac.ru
Ключевые слова: 1,1-бис(метокси-NNO-азокси)-3-нитро-3-азабутан, 1,1,8,8-тетракис(метокси-NNO-азокси)-3,6-динитро-3,6-диахаоктан, алкокси-NNO-азоксисоединения, нитрамины, энтальпия сгорания, энтальпия образования, смесевые твердые ракетные топлива, удельный импульс, 1-bis(metho-xy-NNO-azoxy)-3-nitro-3-azabutane, 1,1,8,8-tetrakis (methoxy-NNO-azoxy)-3,6-dinitro-3,6-diazaoctane, alkoxy-NNO-azoxy compounds, nitramines, enthalpy of combustion, enthalpy of formation, solid composite propellants, specific impulse
Страницы: 104-111

Аннотация >>
Экспериментально определены стандартные энтальпии образования 1,1-бис(метокси-NNO-азокси)-3-нитро-3-азабутана и 1,1,8,8-тетракис(метокси-NNO-азокси)-3,6-динитро-3,6-диазаоктана: соответственно 87.7 ± 3.9 и 283.8 ± 6.2 кДж/моль. Расчетным путем установлено, что смесевые твердые ракетные топлива, содержащие эти два соединения в качестве газифицирующих компонентов в композициях без металла на базе активного связующего и перхлората аммония, по максимально достижимому значению эффективного импульса на третьей ступени ракетной системы Ief(3) уступают композициям с октогеном, но при создании специальных композиций, где должно быть ограничено содержание органического взрывчатого вещества (не выше 30 ¸ 35 %), эти два соединения позволяют достигнуть более высоких (на 5 ¸ 10 с) значений Ief(3), чем при применении октогена.

DOI: 10.15372/FGV20200410
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
К ВОПРОСУ О ВЛИЯНИИ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ НА МЕХАНИЗМ ГОРЕНИЯ БОРА ВОЗДУХЕ

А.П. Шпара, Д.А. Ягодников, А.В. Сухов
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, 105005 Москва, Россия
daj@bmstu.ru
Ключевые слова: бор, частица, горение, моделирование, микро- и наноразмеры, boron, particle, combustion, modeling, micron size and nanosize
Страницы: 112-120

Аннотация >>
Выполнено математическое моделирование процесса горения в воздухе частиц бора микронного и нанометрового диапазонов с учетом изменения механизма тепло- и массообмена при уменьшении размера частиц. В качестве индикатора перехода от одного режима к другому принято число Кнудсена: при Kn < 0.01 для описания механизмов переноса тепла и массы справедливо допущение сплошной среды; при Kn > 10 имеет место свободномолекулярный режим; при 0.01 < Kn < 10 реализуется переходный режим. Выполнена оценка размеров частиц, при которых применительно к условиям горения бора в воздухе при давлениях 0.1 ¸ 4 МПа реализуется тот или иной режим тепло- и массообмена. Получены значения времени горения частиц бора в рамках допущения сплошной среды и в свободномолекулярном режиме. Показано, что расчетные модели для определения времени горения частиц бора с начальными размерами, близкими к микронным и нанодисперсным, должны учитывать изменение механизма переноса тепла и массы при изменении текущего радиуса частицы при выгорании.

DOI: 10.15372/FGV20200411
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАЗМЫ УДАРНО-СЖАТОГО АРГОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОВОЛНОВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Е.Н. Богданов, М.В. Жерноклетов, Г.А. Козлов, А.В. Родионов
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607188 Саров, Россия
postmaster@ifv.vniief.ru
Ключевые слова: аргон, неидеальная плазма, микроволновая диагностика, argon, collisional plasma, microwave diagnostics
Страницы: 121-127

Аннотация >>
Методом микроволновой диагностики с использованием радиоинтерферометров с длинами волн 3.2 и 2.1 мм исследованы кинематические и электрофизические характеристики плазмы ударно-сжатого аргона, изначально находившегося при атмосферном давлении. Исследование проведено в диапазонах давления 12 ¸ 56 МПа, скорости ударных волн 3.1 ¸ 6.2 км/с, температуры 9 000 ¸ 19 000 K, плотности 0.006 ¸ 0.012 г/см3 при степенях кулоновской неидеальности от 10-4 до 0.2. Полученные данные об ударно-волновой сжимаемости аргона согласуются с известными результатами измерений и расчетов по модифицированной модели Ван-дер-Ваальса и модели химической плазмы. Получен массив значений коэффициента отражения электромагнитного излучения от фронта ударной волны на длинах волн 3.2 и 2.1 мм, на основании которого оценены проводимость и концентрация электронов за фронтом ударной волны. Экспериментальные данные согласуются с результатами расчетов в диапазоне волновых скоростей 3.1 ¸ 3.6 км/с. Обнаружено, что при дальнейшем увеличении скорости коэффициент отражения остается постоянным.

DOI: 10.15372/FGV20200412
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
ВЗРЫВНЫЕ МЕТАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА КУМУЛЯТИВНОГО ТИПА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ КОМПАКТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

С.И. Герасимов1,2,3,4, Д.В. Маляров1, А.Г. Сироткина2, С.А. Капинос1, А.П. Калмыков1,4, А.С. Князев1
1РФЯЦ ВНИИ экспериментальной физики, 607188 Саров, Россия
s.i.gerasimov@mail.ru
2Саровский физико-технический институт, 607186 Саров, Россия
3Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, 603950 Нижний Новгород, Россия
4Институт проблем машиностроения РАН, 603024 Нижний Новгород, Россия
Ключевые слова: взрывное метательное устройство, компактный элемент, кумулятивная облицовка, кавитационный заряд, детонационная волна, explosive projector, compact element, cumulative lining, cavitation charge, detonation wave
Страницы: 128-136

Аннотация >>
Представлен обзор способов и устройств высокоскоростного метания, предназначенных для экспериментального исследования защиты приборов и конструкций от высокоскоростного удара компактными элементами, в частности защиты космических аппаратов от соударения с метеоритными частицами естественного происхождения. Приведены схемы взрывных метательных устройств, используемых в экспериментах по отработке защитных конструкций при высоких скоростях соударения. Представлены результаты численных и экспериментальных исследований этих схем.

DOI: 10.15372/FGV20200413
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину