Предложенная ранее модель взаимодействия в системе Ni–Al развивается применительно к тройным реакционным системам, перспективным для получения материалов для газотермического нанесения защитных покрытий. Исследование основано на сопоставлении особенностей теплового профиля волны горения с данными структурных исследований продуктов взаимодействия и зоны погасания. Показано, что развитые качественные модели взаимодействия адекватны структуре и фазовому составу продуктов, получаемых в широком диапазоне концентрации легирующих элементов (Fe, Ti), образующих с компонентами базовой системы диаграммы состояния различного типа.
Предложена методика определения давления примесного газа в волне горения. Использовалась модельная смесь титана с сажей, запрессованная в цилиндрическую оболочку с относительной плотностью 0,62. При прохождении волны горения в момент равенства силы трения остатка образца о стенки оболочки силе, вызванной действием давления газа во фронте волны горения, в образце возникает разрыв и сдвиг несгоревшей части образца вдоль оболочки. По калибровке силы трения для образцов различной длины определялось давление, вызвавшее разрыв образца. Зависимость давления от удельного газовыделения шихты имеет монотонно возрастающий вид.
Проведено сравнение трех способов моделирования химических реакций при горении этанола, вдуваемого в пограничный слой через пористую пластину. Показано, что для расчета средних значений скорости и температуры, а также коэффициентов теплоотдачи простые модели горения близки по точности модели полного учета кинетики всех реакций при горении. Для определения состава продуктов реакции простые модели непригодны и требуется учет скоростей образования всех веществ, участвующих в горении.
Предлагается обзор результатов физического и математического моделирования лесных пожаров, полученных в Томском государственном университете. Дается общая физическая модель лесных пожаров, приводится основная система уравнений, основные граничные и начальные условия. Обсуждается структура фронта пожара и предельные условия его распространения. Формулируется новая концепция борьбы с лесными пожарами.
Построена и исследована математическая модель каталитической реакции окисления СО на сферическом платиновом катализаторе с учетом влияния внешней диффузии, позволяющая объяснить происхождение эффектов бифуркации и осцилляции стационарной скорости реакции. Модель построена на основе четырехстадийного каталитического механизма Элей–Ридли. В противоположность случаю, когда внешнедиффузионным торможением пренебрегают и существует только один вид фазовой плоскости катализатора, в статье, благодаря учету влияния внешней диффузии, найдены два дополнительных режима работы катализатора. Именно они позволяют объяснить происхождение эффектов бифуркации и осцилляции стационарной скорости реакции, под которой авторы понимают скорость реакции при стационарном состоянии поверхности. В случае, когда поверхностные концентрации адсорбированных реагентов или свободных каталитических участков изменяются в процессе реакции, режим работы катализатора назван нестационарным. Определена скорость реакции во время процесса выхода катализатора в стационарное состояние для всех возможных режимов работы катализатора. На основе анализа полученных результатов сформулированы практические рекомендации для увеличения скорости реакции. Дано объяснение эффекту гистерезиса скорости реакции.
Раскрывается влияние коллективных установок на сознание и самосо-хранительное поведение населения России. Сделан обзор наиболее значимых научных исследований в области социальных установок, показано их влияние на формирование определенных моделей поведения. Представлена характеристика таких черт российского менталитета, как коллективизм и соборность. Рассмотрены результаты исследований, демонстрирующих деструктивное влияние коллективизма на формирование моделей самосохранительного поведения населения современной России.
Предлагается способ статистического описания диффузионного турбулентного факела горения на основе использования условной функции плотности распределения вероятностей концентрации химически инертной примеси, учитывающей перемежающийся характер фронта пламени в турбулентной среде. На его основе проведен расчет основных условно осредненных концентрационных характеристик факела в случае горения пропана, а также расчет значений относительной интенсивности пульсаций концентрации инертной примеси во всем поле турбулентного течения. Проведенное сопоставление расчетов с имеющимися опытными данными показало вполне удовлетворительное соответствие.
Предложена модель распространения стационарного фронта химической реакции в деформируемой среде с учетом релаксации тепла. В модели учтены возможные деформации вещества вследствие теплового расширения и различия свойств реагента и продукта и их влияние на поле температур. Показано, что релаксация теплового потока и «связность» температурных и деформационных полей проявляется через изменение теплоемкости, эффективной теплопроводности вещества и суммарного теплового эффекта химической реакции. В модели реакции нулевого порядка существуют две скорости фронта: одна из них близка к скорости «тепловой» автоволны, другая больше скорости звука и связана с влиянием деформационных сил. Дополнительные решения при наличии релаксационных эффектов появляются в модели в случае реакции первого порядка.
Показано, что при горении смесевых твердых топлив мгновенная массовая скорость горения можег зависеть от колебаний скорости обдува поверхности даже в случае, когда в стационарном режиме горение нечувствительно к скорости обдува. Предложен способ изучения нестационарного эрозионного горения с использованием экспериментов на слоевых системах.
Экспериментально изучен процесс беспламенного горения водорода на поверхности гидрофобизированного катализатора для различных условий. Выявлена количественная взаимосвязь между скоростью каталитического окисления водорода и температурой поверхности катализатора. Показано,что наличие гелия в газовоздушной среде приводит к существенному снижению скорости окисления водорода за счет снижения температуры каталитической поверхности из-за высокого коэффициента теплопроводности гелия. Предложена приближенная математическая модель беспламенного горения водорода на поверхности катализатора. Показано, что размещение каталитических стержней в металлических трубках диаметром 20 мм заметно повышает производительность каждого элемента за счет организации интенсивных конвективных потоков от нагретой поверхности стержня.
Предложена математическая модель горения суспензионных горючих в квазиодномерном приближении. Проведено численное исследование горения суспензии на основе углерода и толуола в камере сгорания и в сопле Лаваля. Выявлена сильная зависимость полноты сгорания суспензии от коэффициента избытка окислителя αox с максимумом при αox ≈ 1.
Л. А. Земнухова1, О. Д. Арефьева2, А. А. Ковшун2 1 Институт химии Дальневосточного отделения РАН Дальневосточный федеральный университет 2 Дальневосточный федеральный университет arod@marbio.dvgu.ru
Ключевые слова: рисовая шелуха, щелочной гидролиз, методы очистки, диоксид кремния
Страницы: 509-514
Исследованы щелочные гидролизаты, полученные в процессе переработки рисовой шелухи. Приведены результаты очистки щелочных гидролизатов методами коагуляции, нейтрализации с выделением кремниевой кислоты и сорбции. Показано, что используемые методы очистки по основным гидрохимическим показателям (цветность, минерализация, водородный показатель) не обеспечивают выполнения требований, предъявляемых к предварительно очищенной и свежей воде, используемой при выработке небеленой целлюлозы. Установлено, что щелочные гидролизаты могут быть утилизированы с образованием аморфного диоксида кремния, который имеет широкий спектр применения.
А. Рахбари1, А. Хагхири2, М. Бруман1, М. Бидабади1 1Отделение машиностроения, Иранский университет науки и технологии, Лаборатория исследования горения, Тегеран, Иран 2Отделение машиностроения, Исламский университет Азад, Нейриз, Иран, Ali_haghiri62@yahoo.com
Страницы: 35-45
Метод гомотопического анализа использован для определения профилей концентрации и скорости частиц при распространении пламени по двухфазной среде, состоящей из пылевидных микрочастиц железа и воздуха. Показано, что концентрация частиц возрастает при приближении к ведущему фронту горения. Рост концентрации частиц над зоной горения оказывает заметное влияние на нижний предел воспламенения пылевидного облака горючей смеси. Полученные результаты находятся в хорошем согласии с опубликованными экспериментальными данными.
Предложена нелинейная модель, описывающая перемещение трубопровода с движущейся по нему жидкостью и позволяющая рассмотреть ряд прикладных задач, не имеющих решения в рамках линейной модели. Решена задача о равновесии трубы с движущейся по ней жидкостью в поле силы тяжести. Построено точное решение уравнения упрощенной нестационарной модели.
А. В. Фёдоров, Д. А. Тропин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск fedorov@itam.nsc.ru, D.A.Tropin@yandex.ru
Страницы: 47-54
Предложена математическая модель для описания воспламенения и горения углеводородного топлива (пара керосина в воздухе). На основе анализа экспериментальных данных по зависимости времени задержки воспламенения от температуры получены аппроксимационные формулы для задержки воспламенения в зависимости от концентраций компонентов, давления и температуры смеси. Предложен метод определения предэкспоненциального множителя в уравнении кинетики горения керосина как функции локальной температуры смеси, что позволило удовлетворительно описать время горения смеси. На основе данной кинетики описана структура детонационной волны в стехиометрической и обедненной
Проведен анализ механизма действия свинцовых катализаторов, образующих аномальную зависимость скорости горения баллиститных порохов от давления. Развита модель, основанная на изменении интенсивности катализа одновременно протекающих реакций N02 + RCHO и N0 + С с ростом давления. Модель хорошо объясняет экспериментально измеренное изменение интенсивности сажеобразования на поверхности горения.
Построено автомодельное решение нестационарной одномерной задачи диффузионного горения поверхности топлива в чисто гетерогенном режиме, позволяющее определить скорость выгорания поверхности, распределение температуры в газе и топливе, распределения концентраций в газе и исследовать зависимость полученных характеристик от внешних определяющих параметров.
Показано, что параметром, определяющим горючесть титановых сплавов, может служить критическая скорость обдува потоком воздуха. Получено, что в режиме горения, когда скорость окисления определяется скоростью диффузии кислорода через продукты реакции, находящиеся в расплаве, зависимость скорости горения от скорости обдува качественно аналогична режиму газофазного ограничения окисления в пограничном слое воздуха. Выявлено сильное влияние растворенного в титане водорода на горение.
Изучено горение системы Zr + С. Выявлены основные факторы, определяющие параметры горения реакционной смеси. Скорость и максимальная температура горения во многом определяются маркой применяемого порошка циркония. Получены зависимости параметров горения системы Zr + С от содержания компонентов и времени смешения шихтового состава, относительной плотности и диаметра исследуемого образца.
На примере безгазовой системы Cr2O3 + 2Аl + 4В показано, что усадка шлаков поджигающей таблетки, протекая достаточно быстро, может оказывать существенное влияние на параметры зажигания, зависящие в том числе и от высоты таблетки.
Рассматривается влияние поверхностных процессов и химических транспортных реакций на горение СВС-систем через изменение поверхности контакта реагентов. Предлагается модель, позволяющая учесть изменение поверхности контакта в процессе распространения волны горения. Показано, что поверхностная диффузия и химический транспорт одного из реагентов к поверхности другого способны увеличить скорость горения в 3–4 раза, для достижения максимальных скоростей необходимо формирование поверхности контакта реагентов в зоне прогрева волны горения.
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.
Предложены математическая модель, алгоритм и программа расчета процесса выгорания одиночных коксовых частиц в сухом воздухе. Выполнен численный анализ влияния параметров модели на выгорание и термический развал частиц.
Экспериментальные исследования пламени коаксиальной горелки позволяют остановиться на решении для «коротких» пламен модели Бурке —Шумана. Для данного решения получено качественное и масштабное совпадение формы диффузионного пламени. Проведена удовлетворительная аппроксимация пламени плоской моделью, которая учитывает изменения условий диффузии в газовой фазе и массовой скорости горения, изменения локальных соотношений основных ингредиентов СТТ и их стехиометрическое соотношение.
Предложена дальнейшая детализация фронта пламени смесевой системы. Рассмотрено два способа расчета локального анизотропного распределения связующего около зерна окислителя. Получены «звездочки» итогового среднестатистического сечения смесевого твердого топлива. На основе разработанного метода возможно объединение существующих моделей горения Кинга и малых ансамблей.
Предложена физически обоснованная модель горения смесей магния с нитратом натрия и получено уравнение, определяющее скорость горения таких смесей. Проанализировано влияние различных факторов на скорость их горения. Дано сопоставление расчетных и экспериментальных зависимостей скорости горения от соотношения компонентов, размера частиц магния, начальной температуры смеси и внешнего давления.
Проанализированы условия возникновения проскока пламени при развитии пожара в помещении и вторичного воспламенения на пределе газофазного горения ПММА в воздухе с добавками тетрафтордибромэтана, интенсифицирующего выделение сажи. Показано, что рассмотренные явления возникают при высокой концентрации частиц сажи, которые в обоих случаях играют важную роль в инициировании процесса распространения пламени.
Е. М. Глебов1, А. Б. Смоленцев2, В. В. Королев1, В. Ф. Плюснин1, А. В. Метелица3, Н. А. Волошин3, В. И. Минкин3 1 Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН Новосибирский государственный университет 2 Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН 3 НИИ физической и органической химии Южного Федерального Университета glebov@kinetics.nsc.ru, smolentsev@kinetics.nsc.ru, korolev@kinetics.nsc.ru, plyusnin@kinetics.nsc.ru, met@ipoc.rsu.ru, voloshin@ipoc.rsu.ru, minkin@ipoc.rsu.ru
Ключевые слова: фотохимия, фотохромизм, квантовый выход, спирооксазины, поликристаллические пленки
Страницы: 643-647
Для трех 6′-цианозамещенных спиронафтооксазинов (SNO) обнаружены фотохромные свойства в пленках, полученных из расплавов. Определены квантовые выходы прямой и обратной фотохимических реакций. В отличие от фенaнтролинсодержащих спирооксазинов поликристаллы SNO не обладают фотохромными свойствами.
В.В. Шарыгин1, К. Котай2, Ч. Сабо2, Т.Ю. Тимина1, К. Тёрёк2,3, Е. Вапник4, Д.В. Кузьмин1,5 1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия 2Lithosphere Fluid Research Lab, Department oF PETROLOGY AND GEOCHEMISTRY, EöTVöS UNIVERSITY, PáZMáNY PéTER SéTány 1/C, H-1117 Budapest, Hungary 3Research Group for Environmental Physics and Geophysics of the Hungarian Academy of Sciences, Department of Geophysics, Eötvös University, Pázmány Péter sétány 1/C, H-1117 Budapest, Hungary 4Department of Geological and Environmental Sciences, Ben-Gurion University of the Negev, P.O. Box 653, 84105 Beer-Sheva, Israel 5Geochemistry Division, Max Planck Institut für Chemie, Joh.-Joahim-Wed 27, 55128 Mainz, Germany
Ключевые слова: Рёнит, клинопироксен, шпинель, включения расплава, оливин, щелочные базальты.
Страницы: 1695-1717 Подраздел: ПЕТРОЛОГИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ ЛИТОСФЕРЫ
Включения расплава, содержащие рёнит Ca2 (Mg,Fe2+)4Fe3+Ti[Al3Si3O20], были изучены в фенокристах оливина щелочных базальтов из шести вулканических регионов мира: Удоканское плато, Северо-Минусинская впадина, хр. Цаган-Хуртей (Россия), Бакони-Балатон, Ноград-Гомор (Венгрия) и Махтеш Рамон (Израиль). В этих породах рёнитсодержащие включения расплава обычно сосуществуют с включениями без него, причем включения с рёнитом часто приурочены к центральным зонам фенокристов оливина. Согласно термобарогеохимическим данным, захват самых ранних включений с рёнитом происходил при T > 1300°C и P > 3-5 кбар. Этот минерал кристаллизовался в очень узком температурном интервале (1180-1260°С) и P < 0.5 кбар. Петрографические и термометрические данные по рёнитсодержащим включениям указывают на следующую последовательность появления фаз: Al-шпинель → рёнит → клинопироксен → апатит → ± амфибол, Fe-Ti-оксиды (ильменит или Ti-магнетит) → стекло. Большинство рёнитов, выявленных во включениях, характеризуются Mg/(Mg + Fe2+) > 0.5 и, соответственно, относятся к магнезиальной разновидности Ca2Mg4Fe3+Ti[Al3Si3O20]. Обзор химических данных по рёниту из разных парагенезисов показывает, что нет существенной разницы между рёнитом из включений в оливине и минералом из базальтов (фенокрист, основная масса), из продуктов реакционного замещения, окаймляющих амфибол (керсутит) мегакристовой ассоциации, и из ксенолитов в щелочных базальтах. Микроструктурные особенности рёнита в целом объясняют редкость нахождения его в породах в качестве второстепенной или акцессорной фазы. Этот минерал является промежуточным членом полисоматической серии шпинель-пироксен, при изменяющихся условиях кристаллизации он становится нестабильным, и вместо него образуются либо шпинель, либо клинопироксен, либо их ассоциация. В целом присутствие и химический состав рёнита могут быть использованы для грубой оценки температуры, давления и фугитивности кислорода при кристаллизации щелочных базальтов.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
