Построена математическая модель СВС при вынужденной фильтрации инертного газа навстречу фронту безгазового горения. Анализируются структурные превращения пористой шихты, связанные с жидкофазным спеканием, силовым действием фильтрующегося газа и изменением объема конденсированной фазы при химическом взаимодействии. Определены условия трещинообразования и условия получения однородной по длине продуктов структуры. Получены формулы для пористости продукта и скорости горения.
В работе на основе теории термо- и массоупругости выводятся уравнения для описания стационарного фронта химического превращения в деформируемой среде. На примере реакции нулевого порядка получены приближенные формулы для расчета стационарной скорости в различных частных случаях. Показано, что увеличение скорости фронта возможно, в частности, в результате непосредственной активации химической реакции за счет работы сил деформации. Приведены оценки для характерной температуры фронта и температуры горения. Первая величина связана с разрушением во фронте и определяется условием стационарного распространения трещин. В этом случае существуют две стационарные скорости фронта, что соответствует различным температурным профилям.
При различных парциальных давлениях кислорода в системе исследована кинетика тепловыделения в процессе окисления и термодеструкции зерновых продуктов с использованием дифференциального микрокалориметра ДАК-1-2. Оценены адиабатические периоды индукции и критические размеры слоя зерновых продуктов на металлической поверхности (граничные условия первого рода) в отсутствие теплоотдачи с другой поверхности. Установлено, что при определяющей роли процессов термодеструкции тепловое самовоспламенение будет происходить в вырожденном режиме.
На основе экспериментальных данных по воспламенению смеси NH302/Ar за отраженными ударными волнами (р = 1÷10 атм, Т = 900÷2160 К) и структуры пламени в смеси NH3/O2/Ar (р = 35 Торр, Т = 1050÷2600 К), многостадийного кинетического механизма рассмотрены различные каналы протекания реакции NH2 с O2 Из сопоставления экспериментальных и расчетных данных получены константы скорости реакции NH2 + 02 = HNO + ОН: k = 3&mdot;1011 ехр - 15 000/RT см3/(моль с) при Т ≃ 1500&@0247;2160 К и k = 3&mdot 109 см3/(моль с) при Т ≃900÷1400 К.
На основе рассмотрения модельного газа построена содержащая два уравнения обобщенная модель кинетики химических реакций, удовлетворительно «сквозным» образом описывающая все течение реакций в газовых смесях на основе водорода и кислорода в широком диапазоне давлений и температур.
Предложена новая методика высокоскоростной яркостной пирометрии для исследований процессов СВ-синтеза, допускающая временное разрешение порядка 1 мкс. Апробация методики показала, что высокое временое разрешение позволяет выявить ранее не описанные детали тонкой структуры волн горения.
Экспериментально исследуется процесс перехода медленного горения углеводородовоздушной смеси к самоподдерживающейся детонации в модельной трубе при зажигании смеси у закрытого торца трубы. Рассматриваются различные механизмы возникновения детонации и процесс выхода возникающей сильной детонации на самоподдерживающийся режим. Исследуется влияние установки механического препятствия в конце переходного участка на стабилизацию места возникновения детонации и сокращение длины переходного участка.
Экспериментально изучены детонационные волны в одно- и многокомпонентных пузырьковых средах. Получены данные о критических условиях инициирования, структуре и свойствах волн детонации. Установлены энергетические пределы и определены области существования детонационных волн в исследованных системах.
В работе предпринято систематическое исследование возможностей одномерной теории пределов детонации на примере водородсодержащих смесей. Рассмотрение проведено на основе детальной схемы окисления водорода. Показано, что одномерная теория дает удовлетворительный прогноз пределов детонации в зависимости от состава, начальных температуры и давления, типа и содержания инертного разбавителя.
Исследовано распространение детонации в каналах со стенками из материалов с различным акустическим сопротивлением в диапазоне его 4000-краткого изменения. В области околокритических режимов установлено заметное ослабление детонационной волны. Определены оптимальные для гашения околопредельной детонации размеры покрытий из пористых материалов.
