Получены приближенные уравнения, описывающие с высокой точностью изменение молярной массы и удельной внутренней энергии, в том числе ее термодинамической и химической частей, при сдвиге химического равновесия газообразных продуктов сгорания углеводородов. Приближенная модель позволяет рассчитывать параметры детонации в точке Чепмена — Жуге с погрешностью до 1%
A. П. Бурдуков, Е. И. Карпенко, В. И. Попов, B. Н. Разваляев, В. Д. Федосенко
"Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск"
Страницы: 62-66
На основе лазерного нагрева предложена экспериментальная методика исследования динамики горения малых частиц топлив при автоматизированном измерении и обработке температурных и фотоэлектрических характеристик. На примере горения капли водоугольной суспензии показано, что методика позволяет изучить температурную и фотоэлектрическую динамику горения одиночной капли, фиксировать длительность температурных фаз горения, момент и температуру воспламенения капли, получать информацию о массовой скорости горения.
Рассматривается зажигание слоя лесного горючего материала (ЛГМ) цилиндрическим источником. На основе численных расчетов определены критические значения радиуса головешки, при котором она способна стать причиной низового пожара. Зависимости критического размера определены как функции влагосодержания и условий тепло- и массообмена слоя ЛГМ с внешней средой. Сделана оценка того, как влияет игнорирование внутренней структуры головешки и процессов, происходящих в ней, на критический размер. Установлено, что вначале осуществляется гетерогенное зажигание головешки, а затем – слоя опада.
Экспериментально исследована граница устойчивого горения пороховых зарядов различной длины в модельной камере сгорания ракетного двигателя. Определено значение критической аппаратурной константы, при которой наблюдается погасание пороха. Для длинных зарядов обнаружены режимы горения, при которых давление в камере может быть существенно ниже уровня, соответствующего стационарному режиму горения. Обсуждены причины возникновения подобных режимов горения.
Исследуются проблемы государственного управления реализацией стратегических проектов освоения Севера, роль государства в погашении геополитических и управленческих рисков проектов. Обосновывается необходимость создания на федеральном уровне на предпроектной стадии координаторов стратегических проектов. Федеральный координатор проекта осуществляет взаимодействие с региональными корпорациями по реализации стратегических проектов, что должно существенно сократить время принятия управленческих решений.
С помощью тепловых ударов создавался карбонизованный слой на поверхности изделий из стекло- и органопластиков на основе эпоксидного связующего, предварительно модифицированного фосфорсодержащими огнезамедлительными системами. Для устойчивости образовавшегося карбонизованного слоя к внешним воздействиям применены и исследованы заполняющие трещины и поры активные покрытия вспучивающегося типа. Результатами исследования огнестойкости конструкций подтверждено преимущество двухслойной огне- и теплозащиты перед традиционными огнезащитными покрытиями.
Рассмотрено влияние неравновесности исходного диоксида циркония на полиморфные и структурные превращения при взрывном нагружении. В высокодисперсной закаленной структуре t’-Zr02 происходит дальнейшее измельчение доменов, если их границы не стабилизированы стеклофазой Al2O3. В предварительно отожженном равновесном t-Zr02 в результате нагружения значительно увеличивается фрагментарность структуры и неустойчивость к t → m-превращению. При повторных взрывных нагружениях структурные изменения в закаленном t’- и отожженном t-Zr02 подобны.
В рамках двухскоростной, двухтемпературной, с двумя напряжениями модели пористой порошкообразной среды моделируется динамика одномерного разлета в газовое пространство плотного слоя частиц под импульсным воздействием сжатого газа. Детально рассматриваются последовательные стадии волнового движения газовой и дисперсной фаз. Описывается эффект образования зон немонотонного распределения параметров дисперсной фазы на стадии взаимодействия встречных волн разгрузки в сжатом слое частиц. Приводятся интегральные зависимости дальности и протяженности зоны разлета порошка от перепада начального давления газа и размера частиц.
Представлены измерения электронной концентрации в следах за алюминиевыми сферическими моделями, летящими в воздухе со скоростью 3,4÷5,7 км/с при давлении 10#0247;80 Торр. Выполнены расчеты прогрева и уноса алюминия с поверхности моделей при их движении в трассе. Показано, что конденсация паров Al может происходить на расстояниях более 100 калибров тела и давлении ⋍80 Торр. Поставлена и решена обратная задача определения из экспериментальных данных эффективного коэффициента прилипания к молекулам воздуха и констант скоростей прилипания Al + e → Al-, AlO2 + e → AlO2-.
С. А. Воробьева, А. И. Лесникович, Г. Б. Манелис*, В. В. Свиридов, В. А. Струнин*
"НИИ физико-химических проблем БГУ, 220050 Минск *Институт химической физики в Черноголовке РАН, 142432 п. Черноголовка"
Страницы: 82-88
Исследовано влияние на горение и термическое разложение смесевых ракетных топлив на основе перхлората аммония и бутилкаучука оксидных катализаторов, нанесенных на поверхность кристаллов перхлората аммония и введенных в топливо в виде коллоидного раствора. Показано, что возможность изменения скорости горения путем нанесения катализатора на поверхность кристаллов окислителя определяется химической природой, содержанием наносимых на поверхность окислителя соединений и структурой покрытия, формирующегося на поверхности перхлората аммония. При исключении агломерации каталитических добавок разработанными методами изменение их дисперсности и характера локализации в топливе является показателем эффективности действия в области малых концентраций (до 0,5%) добавки в топливе.
А. Б. Лебедь, О. Ю. Маковская, В. И. Скороходов, С. С. Набойченко, Г. И. Мальцев
ОАО "Уралэлектромедь" mgi@elem.ru
Ключевые слова: палладий, серебро, ионит, электролит, сорбция, десорбция
Страницы: 535-540
Исследованы процессы селективной сорбции и десорбции комплексных соединений палладия из азотнокислых растворов серебра на различных по природе ионитах. Для очистки растворов электролитов от палладия в аффинаже серебра рекомендован анионит ВП-1П.
Развивается подход к управлению процессами горения газов, включая переход дефлаграции в детонацию на основе использования систем с сопротивлением—пористых сред, периодических препятствий, шероховатых труб и др. При горении газов в этих системах возможны разнообразные физико-химические взаимодействия горения с ними: межфазный теплообмен, включая срыв горения, гашение пламени в наиболее быстрых пульсациях (струях), турбулизация смеси, генерация волн давления в зоне пламени, образование "горячих очагов" и др. В результате этих взаимодействий в системах с сопротивлением реализуется ряд стационарных режимов с равномерной скоростью распространения тепловых волн—режимы низких, высоких и звуковых скоростей, низкоскоростная детонация, нормальная детонация с потерями тепла и импульса. В качестве примеров систем с сопротивлением рассмотрены системы с пористыми средами и периодическими препятствиями. Показано, что при учете эффектов чисел Льюиса стационарные скорости в режиме высоких скоростей для систем CH4/воздух, C3H8/воздух, H2/воздух в широких диапазонах параметров объединяются в координатах (Re–Pe) в виде единой зависимости Re = 6&mdot:10-4Pe3 для систем с пористыми средами. Стационарные скорости в режиме звуковых скоростей для систем C3H8/воздух, H2/воздух объединяются в тех же координатах в виде единой зависимости Re = 120Pe4/3 для систем с пористыми средами и периодическими препятствиями. Аналитически найдено условие генерации давления в зоне пламени режима звуковых скоростей. Обсуждаются проблемы, возникающие при практической реализации подхода управления высокоскоростными процессами горения в системах с сопротивлением.
С. П. Козлов*, В. В. Кузнецов*,**
*Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск **Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050 Томск E-mail: vladkuz@itp.nsc.ru
Страницы: 88-97
С использованием уравнений Навье —
Стокса для ламинарного течения
сжимаемого многокомпонентного газа
проведено численное моделирование
тепловых и массообменных процессов при
высокотемпературных химических
превращениях метана в парах воды при
активировании реакций на стенках
микроканала и внешнем подводе тепла.
Получены поля температуры и
концентрации, а также распределения по
длине канала потоков тепла, реагирующих
компонентов, локальных коэффициентов
тепло- и массообмена. Показано, что при
высокой степени химических превращений
скорости реакций, поперечных потоков
тепла и компонентов смеси немонотонно
изменяются по длине микроканала,
оказывая значительное влияние на
локальные коэффициенты тепло- и
массообмена.
Л. К. Гусаченко1, В. Е. Зарко1, А. Д. Рычков2 1 химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, gusachen@kinetics.nsc.ru 2Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 80-88
С целью качественного моделирования результатов экспериментов по зажиганию и гашению энергетических материалов световым импульсом проведены численные расчеты с использованием модели нестационарного горения плавящихся энергетических материалов. Для обеспечения устойчивости режимов самоподдерживающегося горения после прекращения облучения были специально подобраны параметры модельного состава, соответствующие режиму горения с ведущей ролью газовой фазы. В координатах <амплитуда потока излучения — время облучения> получена область устойчивого зажигания для составов с различной прозрачностью при трех формах поджигающего импульса: прямоугольной, линейно убывающей до нуля и экспоненциально убывающей. Рассчитаны также условия гашения стационарно горящего состава прямоугольным световым импульсом.
Проведен расчет коэффициентов диффузии, вязкости и теплопроводности для продуктов горения бора в сухом воздухе и их бинарных смесей. Полученные коэффициенты переноса описаны полиномом пятой степени от температуры.
Выполнены численные расчеты уравнений гидродинамики и тепло- и массопереноса, описывающих структуру нормальных и растягиваемых пламен, с учетом детальной кинетики химического превращения, многокомпонентной диффузии и термодиффузии. Найдены предельные интенсивности растяжения двойных и одиночных водородо- и метановоздушных пламен, определяющие срыв горения, в широком диапазоне изменения состава исходной смеси. Рассчитаны скорости соответствующих нормальных пламен и определены возможности упрощения исходной модели молекулярного переноса.
Численно исследуются нестационарные двухфазные турбулентные диффузионные факела в замкнутых камерах постоянного объема при высоком давлении и температуре. Проводится анализ влияния времени инжекции топлива на скорость его горения. Показано, что форсированная подача способствует более полному выгоранию топлива.
Предложено универсальное двучленное уравнение состояния для твердых и жидких веществ, включающее три параметра, два из которых известны для большинства веществ, а третий можно определить по небольшому участку экспериментальной изотермы или но одной экспериментальной точке на ударной адиабате. Приведены параметры предложенного уравнения состояния для нескольких десятков соединений из всех классов твердых и жидких веществ.
В работе рассматривается процесс выгорания полициклических ароматических углеводородов при турбулентном смешении продуктов сгорания богатой топливовоздушной смеси с воздухом. Показана аналогия механизмов окисления ПАУ и алифатических углеводородов на изоскалярных поверхностях относительной восстановленной концентрации топлива, близких к стехиометрическим. Это позволяет описывать процессы выгорания ПАУ в рамках моделей турбулентного смешения, т. е. без учета влияния химической кинетики.
Теоретически рассмотрено и экспериментально подтверждено существование стационарной волны горения в пористой реагирующей среде химических источников чистых газов при теплообмене исходного вещества с газообразными продуктами реакции. Отмечено, что температура горения в этом случае превышает адиабатическую температуру сгорания вещества. Проанализированы возможные механизмы горения.
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.
Описана новая экспериментальная методика, позволяющая изучать закономерности тепломассопереноса во вспучивающихся материалах. Для огнезащитного состава на основе хлорсульфированного полиэтилена и терморасширяющегося графита получены зависимости кратности вспучивания, потери массы и плотности от температуры отжига и скорости нагрева. Предложен критерий эффективности, позволяющий проводить сравнительный анализ теплозащитных свойств различных покрытий при огневых испытаниях.
О. Ф. Шленский
Отмечена сопоставимость результатов определения достижимых перегревов химически нестойких соединений, полученных различными методами. Обращено внимание на важность корректного использования сложившейся и вновь предлагаемой терминологии.
Страницы: 59-62
Изучен процесс горения в системе 0,5 Y2O3 + (2ndash; β)Ва02 + βВаС03 + αCu → при различном давлении кислорода. Установлено, что в зависимости от а наблюдаются как интенсификация, так и затухание процесса. Предложено объяснение полученным закономерностям. Выяснено, что введение BaCO3 в качестве газифицирующей добавки позволяет избежать обширного плавления и понизить максимальную температуру процесса. Идентифицированы основные продукты реакции. С помощью процесса СВС с газифицирующей добавкой удалось синтезировать фазу tetra' высокотемпературного сверхпроводника Y123 с температурой перехода в сверхпроводящее состояние Тс, зависящей от количества вводимой добавки.
Исследовано влияние предварительной механической активации шихты в центробежной планетарной мельнице на тепловой эффект и скорость горения прессовок при СВС-компактировании многокомпонентного кермета СТИМ-5. Исследованы физико-механические и эксплуатационные свойства полученных образцов. Показано, что предварительная механическая активация приводит к росту теплового эффекта реакции образования карбида титана, позволяет увеличить скорость горения прессовок, повысить структурную и химическую однородность продуктов синтеза, добиться высокой однородности распределения дисперсно-упрочняющих и легирующих добавок и, как следствие, улучшить эксплуатационные свойства сплава.
Проведена оценка точности определения скорости волны экзотермической химической реакции порядка 1 ≤ n ≤ 3 в конденсированной фазе для метода полубесконечной зоны реакции и некоторых других аналитических методов. Уточнены границы существования стационарных невырожденных и устойчивых волновых режимов в плоскости параметров активации. Для n ≤ 2 решена задача о существовании и единственности стационарной волны реакции. С применением аналитического метода полубесконечной зоны и численного решения системы нестационарных уравнений для концентрации и температуры (1 ≤ n ≤3) исследована зависимость характерной ширины волны реакции от скорости ее распространения при изменении начальной концентрации расходуемого реагента.
А. Н. Михеев, В. Г. Макотченко, Н. А. Панкрушина, М. О. Коротких, А. В. Аржанников, М. К. Thumm
Новосибирский государственный университет man@niic.nsc.ru, mwg@niic.nsu.ru, pankrush@nioch.nsu.ru, lizard_5@mail.ru, arzhannikov@phys.nsu.ru, Thumm@nsm.nsu.ru
Ключевые слова: микроволновая химия, микроволновой нагрев, интеркалированные соединения, полифториддиуглерод, реакции без использования растворителей
Страницы: 669-677
Исследованы особенности ряда химических реакций в отсутствие растворителей при микроволновом воздействии. Изучены особенности микроволнового нагрева фталевого ангидрида и глицина до и после плавления. Показано, что микроволновой синтез фталимида глицина эффективно и с высоким выходом происходит при нагреве реакционной смеси выше температуры плавления фталевого ангидрида. Изучены процессы разложения интеркалированных соединений трифторида хлора и интеркалированных соединений с ацетоном, ацетонитрилом, бензолом и четыреххлористым углеродом, внедренными в межслоевое пространство матрицы полифториддиуглерода. Показано, что при микроволновом нагреве исследованных интеркалированных соединений их распад с образованием наноструктурированного графита происходит при более низких, по сравнению с традиционным конвективным нагревом, температурах. На основе анализа экспериментальных результатов сделан вывод о том, что поглощение микроволновой энергии связано с диэлектрическими свойствами веществ, интеркалированных в межслоевое пространство матрицы полифториддиуглерода. Эксперименты проводились на установке Explorer-48 с микроволновым модулем Discover S-class (фирма CEM Corporation, США), работающей на частоте 2450 МГц в условиях контролируемой мощности микроволнового воздействия в диапазоне 0-300 Вт.
Породы массива онгонитов Ары-Булак (Восточное Забайкалье) имеют значительную дисперсию концентраций Rb (1499-4274 г/т) и Sr (10-2654 г/т). От порфировых онгонитов до афировых пород в эндоконтактовой зоне массива содержания Rb возрастают в 2-3 раза, а Sr - на два-три порядка. Полевые шпаты и железистые слюды являются основными носителями и концентраторами Rb. Накопление Rb в афировых породах обусловлено ростом массовой доли санидина в их общем минеральном балансе по сравнению с порфировыми онгонитами. В порфировых онгонитах Sr относительно равномерно распределен в минералах-вкрапленниках и основной массе. Продукты закаливания (стекла) и частичной раскристаллизации фторидно-кальциевого расплава, а также прозопит концентрируют значительное количество Sr. Присутствие этих фаз в порфировых и афировых породах приводит к аномально высокому содержанию в них Sr. Диапазон концентрации Rb (634 г/т - 3.17 мас. %) в силикатных стеклах расплавных включений намного превышает таковой для пород массива (1435-4309 г/т), особенно по максимальным значениям. Большинство силикатных стекол расплавных включений имеют концентрацию Sr намного ниже (< 1-2 г/т), чем породы. Максимальное количество Sr (376-422 г/т) определено в силикатном стекле расплавного включения с обособлениями несмесимых фторидных стекол. Данные Rb-Sr изотопного датирования подтвердили раннемеловой (141.6 ± 0.5 млн лет) возраст всех разновидностей пород массива при величине начального изотопного отношения (87Sr/86Sr)0 = 0.70817 ± 25, промежуточной между мантийными и типично коровыми значениями. Обнаружена близкая к линейной зависимость между величинами 1/Sr и 87Sr/86Sr, которая обычно трактуется как ложная изохрона и объясняется моделями смешения компонентов с разным отношением 87Sr/86Sr. Расчеты массового баланса содержаний изотопов Sr в породах массива показали, что такая линейная зависимость объясняется особенностями распределения Sr и Rb в онгонитовой магме, имеющей единое начальное изотопное отношение Sr. Единственным механизмом, определившим характер распределения Rb и Sr в онгонитовой магме и, соответственно, оказавшим влияние на дальнейшую эволюцию Rb-Sr изотопной системы в породах массива Ары-Булак, является фторидно-силикатная жидкостная несмесимость. Явления фторидно-силикатной жидкостной несмесимости (ликвации) в онгонитовой магме могли привести к появлению весьма необычных пород, аномально обогащенных Ca, F и Sr, даже при относительно небольших содержаниях этих элементов в исходном гомогенном силикатном расплаве. Относительно низкое начальное изотопное отношение (87Sr/86Sr)0 ~ 0.708 в породах массива не противоречит предположению об интенсивном разогреве обогащенного фтором корового субстрата и образованию очага редкометалльного гранитоидного расплава (из которого в дальнейшем формировался остаточный онгонитовый расплав) в результате теплового воздействия глубинной базальтоидной магмы.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
