Описан метод исследования кинетики быстропротекающих процессов при термическом распаде твердых веществ с помощью импульсного масс-спектрометра, который позволяет раздельно изучать кинетику первичного акта распада в твердой фазе и вторичных газовых реакций. Метод использован для исследования кинетики распада перхлората аммония в области температур, близких к температуре горящего перхлората аммония. Найдена константа скорости первичного акта распада и его энергия активации. Результаты исследований первичных продуктов распада подтверждают протонный механизм первичного акта распада при 260÷500 °С. Предложена кинетическая схема процесса, учитывающая первичные и вторичные реакции и позволяющая понять ранее найденные экспериментальные факты.
Термохимическими расчетами было показано, что реакция высококалорийных металлов — магния, сплава алюминий — магний и алюминия с органическими веществами общей формулы С<sub>x</sub>Н<sub>y</sub>О<sub>z</sub> могут протекать с выделением значительного количества тепла (1500—1900 ккал/кг). Для эксперимента были выбраны: пентаэритрит, полиформальдегид, сахароза, древесная мука, дигидрат щавелевой кислоты и малеиновый ангидрид. В соответствии с расчетами содержание металла в стехиометрических смесях составляло 40—50% (весовых). Все исследованные смеси оказались способными к горению при р = 1 атм. Критический диаметр для различных смесей колеблется в пределах 6—46 мм, массовая скорость горения 0,03—0,23 г/см<sup>2</sup> · сек. Эти же смеси воспламенялись под возрастающим давлением в манометрической бомбе от навески черного пороха 0,2—4,0 г. По уменьшению воспламеняемости и скорости горения изученные органические вещества располагаются в такой последовательности: дигидрат щавелевой кислоты, малеиновый ангидрид, древесная мука, сахароза, полиформальдегид и пентаэритрит. Даны представления о предполагаемом механизме горения и влиянии физико-химических свойств компонентов смесей на их воспламеняемость и скорость горения.
Для изучения механизма действия добавки V2O5 на скорость горения составов с окислителем NH4ClO4 и металлическими горючими было проведено измерение скоростей горения составов NH4ClO4 + Fe, NH4ClO4 + Zn, N NH4ClO4 + Cd и скоростей горения этих же составов с добавкой 1% V2O5 в интервале давлений 1—120 кг/см2. Опыты проводились в бомбе. Давление создавалось азотом. Размер частиц алюминия был ≤ 1μ, железа, цинка, кадмия < 50Х и перхлората аммония 50—100μ. Скорость горения измерялась с помощью фоторегистра. В результате проведенного исследования показано, что добавка V2O5 действует на окисную пленку тех металлов, для которых критерий Пиллинга — Бэдворса а несильно превышает единицу. Введение в состав NH4ClO4+Cd добавки V2O5 в количестве 1% увеличивает скорость горения этого состава. Добавка V2O5 не действует на окисную пленку металлов, для которых а значительно превышает единицу. Введение в составы NH4ClO4 + Fe и NH4ClO4 + Zn добавки V2O5 в количестве 1% не увеличивает скорости горения этих составов. Чтобы выяснить, каким образом происходит взаимодействие пятиокиси ванадия с окисной пленкой металлов и почему даже незначительные количества пятиокиси ванадия могут оказывать заметное влияние на скорость горения составов, был приготовлен чистый алюминий и алюминий с добавкой 0,5% V2O5. Больший процент V2O5 в алюминий ввести не удалось. Из этих сортов алюминия была изготовлена проволока диаметром 0,3 мм и получены на ней окисные пленки в пламени вольтовой дуги. Структура окисных пленок алюминия изучалась под микроскопом (увеличение в 6 раз). Действие пятиокиси (ванадия на окисную пленку металлов (проявляется на поверхности раздела «металл—окисел», где образуются ванадаты Al(VO3)3, Cd(VO3)2), разлагаясь, они выделяют V2O5, которая вновь воздействует на металл. Происходящее при этом соответствующее изменение объема вызывает образование пористой, плохо связанной с металлом, пленки. Для увеличения скорости горения составов на основе перхлората аммония и горючих, для которых а немного превышает единицу, достаточно введения очень небольших количеств пятиокиси ванадия (от 0,5 до 2%), так как последняя в процессе реакции регенерируется.
Проведены эксперименты по сжиганию в пористой горелке разбавленного сжиженного нефтяного газа, предварительно перемешанного с воздухом. Установлено, что смеси с низкой теплотой горения способны к устойчивому горению в пористой горелке. Измерены распределения концентраций компонентов и температуры пламени. По результатам этих измерений найдено, что наилучшая устойчивость горения наблюдается при значении эквивалентного отношения 0.8. Для улучшения параметров горелки проведены эксперименты с разными характеристиками пористой среды. Численные расчеты подтвердили полученные оптимальные свойства среды. Показано, что при горении в пористой среде можно достичь лучших параметров по сравнению со "свободным" пламенем.
В.Е. МИРЕНКОВ
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия mirenkov@misd.nsc.ru
Ключевые слова: зональная дезинтеграция, выработка, напряжения, аналитическое решение, разрушение, упругость, zonal disintegration, excavation, stresses, analytical solution, destruction, elasticity
Страницы: 39-43 Подраздел: Геомеханика
Обсуждается проблема математического моделирования процесса зональной дезинтеграции горных пород около заглубленной выработки. В рамках упругой модели для изотропного материала в двумерном случае рассматривается поле напряжений в плоскости около выработки кругового поперечного сечения. На бесконечности действуют сжимающие напряжения, определяемые глубиной заложения выработки. Анализ касательных напряжений показал, что вокруг выработки на расстоянии от ее центра образуется круговая область повышенных значений. Эти напряжения предшествуют разрушению материала и создают условия для реализации следующих колец разрушения. Обсуждаются возможности влияния исходного гидростатического напряженного состояния на закон дезинтеграции. Кольца зональной дезинтеграции возникают на бóльшем расстоянии от центра выработки, чем полученные экспериментально, что объясняется идеализацией классических формулировок задач механики горных пород.
Представлены результаты оптической накачки паров самария и европия излучением эксимерных XeCl*-, XeF- и KrF*-лазеров. Получено электронное вынужденное комбинационное рассеяние излучения XeF*-лазера в парах самария на длинах волн λC = 589,1 и 608,2 нм. При облучении паров европия излучением KrF*-лазера наблюдалось электронное вынужденное комбинационное рассеяние в парах европия в инфракрасном диапазоне спектра на длинах волн λC = 2501 и 2414 нм.
С.Ф. АБДУЛЛАЕВ, В.А. МАСЛОВ, Б.И. НАЗАРОВ, У. МАДВАЛИЕВ, А.А. ДЖУРАЕВ, Т. ДАВЛАТШОЕВ
Физико-технический институт им. С.У. Умарова АН Республики Таджикистан, 734063, г. Душанбе, Академгородок, ул. Айни, 299/1, Республика Таджикистан sabur.f.abdullaev@gmail.com
Ключевые слова: тяжелые металлы, пылевая мгла, пыльная буря, почва, рентгено-флуоресцентный анализ почвы, элементный состав, изотопы, кларк
Страницы: 207-214 Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ
Рассмотрено распределение тяжелых металлов - наиболее опасных загрязнителей почвы. В пробах пылевого аэрозоля обнаружено увеличение содержания Са, Zn и Sr по сравнению с почвой зоны распространения пылевой мглы. В почве зоны распространения пылевой мглы в 2008-2010 гг. концентрация элементов была понижена для Cr, Rb, Eu, Cs, Co и повышена для Mn, Ba, Ce, La, Yb и Th; содержание элементов имело максимум в 2009 г. Изучена динамика изменения содержания изотопов в составе проб пылевой мглы, собранных в 2007-2010 гг. Распределение изотопов в почве Таджикистана с юга на север имеет неравномерный характер с максимумом в г. Душанбе.
Определено положение верхнего концентрационного предела горения для смесей NH4ClO4 с полистиролом (ПС) и полиметилметакрилатом (ПММА). Для смеси NH4ClO4— ПС предельный избыток горючего (при котором смесь еще горит) в 2—3 раза больше, чем для смеси NH4ClO4 — ПММА. Во всех случаях предельный избыток горючего тем больше, чем выше давление р и чем больше размер частиц окислителя dOK. Наиболее богатая смесь, еще способная гореть (при р = 100 атм и dOK = 140—320 мк), в наших опытах для полистирола отвечала α ≃0,055 (~67% горючего); для полиметилметакрилата α ≃0,12 (~60 % горючего). Определена скорость горения на верхнем пределе uв.п. Для смеси NH4ClO4 — ПС uв.п практически постоянна при всех р и dOK и составляет 1 мм/сек. Для смеси NH4ClO4 — ПММА значение uв.п в общем выше, чем для смеси NH4ClO4 — ПС. Величина uв.п для смеси NH4ClO4 — ПММА убывает с ростом р и dOK. Результаты опытов могут быть объяснены исходя из представлений о зоне влияния («активной зоне горения»).
О.В. Гончарова
Омский институт Российского государственного торгово-экономического университета, 644031, Омск, ул. 10 лет Октября, 195/18 gumoirgteu@mail.ru
Ключевые слова: Западная Сибирь, уезд, охотничий промысел, заготовка шкур, лисья пушнина, динамика численности, обыкновенная лисица
Страницы: 209-213
Приведены итоги исследований влияния охотничьего промысла на динамику численности обыкновенной лисицы (Vulpes vulpes Linnaeus, 1758) в Западной Сибири в XVII и XХ вв. Отмечена относительная стабильность численности этого хищника в указанные столетия.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
