Предложена приближенная физическая модель описания самоподдерживающегося фронта испарения в метастабильной жидкости. Получены расчетные зависимости для определения скорости распространения фронта испарения в условиях нестационарного и квази-стационарного законов тепловыделения, а также опытные данные по скорости распространения фронта испарения в азоте на линии насыщения при ступенчатом тепловыделении. На основе аналогии гидродинамической неустойчивости Ландау при горении и кипении жидкостей введен критерий, позволяющий учесть развитие гидродинамических возмущений на межфазной границе при расчете скорости фронта испарения. Опытные данные различных авторов, полученные при квазистационарном и ступенчатом тепловыделении в органических и криогенной жидкостях, удовлетворительно описываются расчетом в рамках модели устойчивого фронта испарения при малых значениях безразмерного удельного теплового потока через межфазную поверхность.
Ю. А. Гостеев, Ю. Г. Коробейников, А. В. Федоров*, В. М. Фомин
"Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск *Новосибирский государственный архитектурно- строительный университет, 630008 Новосибирск"
Страницы: 117-123
Для исследования процесса сушки образцов
из древесины измерено значение
коэффициента влагопроводности образцов
из сосны, обдуваемых конвективным
потоком воздуха, в направлении,
перпендикулярном плоскости поперечного
среза дерева (вдоль волокон).
Кинетические кривые процесса сушки
обрабатывались по методике, основанной
на приближенном решении одномерного
уравнения диффузии для влагосодержания
древесины с граничным условием третьего
рода. Проведено тестирование методики по
известному значению коэффициента
влагопроводности в тангенциальном к
годичным кольцам направлении. Показано,
что влагопроводность сосны в продольном
направлении в 17 раз больше
влагопроводности в направлении,
тангенциальном к годичным кольцам в
поперечном срезе дерева. Путем
численного моделирования процесса,
основанного на решении начально-краевой
задачи для двумерного линейного
уравнения влагопроводности, исследовано
влияние анизотропии коэффициентов
влагопроводности на зависимость среднего
влагосодержания от времени и на
распределение локального
влагосодержания.
В.А. Хрусталев*, В.М. Геллер*, В.В. Марусин
"Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск *Новосибирский государственный технический университет"
Страницы: 117–121
Методом цепной аналогии проведен анализ электрических параметров высокочастотного гибридного технологического плазмотрона пониженного давления, работающего в режиме слабой прокачки. Результаты анализа, выполненного в одноэлектронном приближении, находятся в удовлетворительном соответствии с опытом и позволяют сформулировать ряд требований к активной элементной базе высокочастотных генераторов.
Проведены экспериментальные исследования кризисов теплообмена в воде при ступенчатом подводе тепловой нагрузки на поверхность нагрева, обедненной центрами парообразования. Рабочим участком служила трубка из нержавеющей стали. Перегревы перед вскипанием превышают пороговые значения, когда появляются фронты испарения, но имеют значения меньше тех, при которых возникает третий кризис теплообмена в условиях естественной конвекции. Распад метастабильной пристенной жидкости происходит в виде фронтов испарения, распространяющихся вдоль теплоотдающей поверхности. При этом минимальный критический тепловой поток при нестационарном тепловыделении оказался близким к значению первого критического теплового потока.
Разработаны физико - математическая модель, численный алгоритм и программа нестационарного прогрева теплозащитных материалов с учетом процесса кристаллизации жидкого расплава конденсированной фазы оксидов металлов на их поверхности в период теплового последействия. В результате численных расчетов установлено влияние процесса кристаллизации жидкого расплава оксида алюминия на нестационарный прогрев типичного углеграфитового теплозащитного материала в характерной для энергоустановок области изменения параметров.
И. И. Гогонин, Л. В. Романова*
"Институт теплофизики Сибирского отделения РАН, Новосибирск *Университет растительных полимеров, С.-Петербург"
Страницы: 555-562
Показано, что при охлаждении вытяжной трубы дождем или снегом труба работает в режиме захлебывания, а при охлаждении ветром со скоростью 10 м/с и более имеет место интенсивный брызгоунос сконденсированной жидкости парогазовым потоком. Предлагается способ, позволяющий снижать скорость парогазового потока внутри трубы в 3 – 5 раз, а также очищать парогазовые выбросы от пыли, влаги и серосодержащих до санитарных норм.
Р. Г. Айвазян, В. В. Азатян, В. И. Калачев, В. И. Рубцов, Н. Ю. Хоменко
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка
Экспериментально исследованы различные режимы распространения пламени, в том числе двухволнового режима, в закрытой трубе при однократном поджиге смесей GeH4–O2. Показано, что в зависимости от начальных условий, и в первую очередь от состава исходных смесей, в определенных участках реакционной трубы наблюдаются пространственно разделенные волны химических реакций окисления и разложения моногермана, приводящие к образованию двухслойного твердого осадка GeO/Ge. Установлено, что последовательность прохождения отдельных волн горения и осаждения слоев твердых продуктов, а также местонахождение зоны осаждения слоев в реакционной трубе определяются двумя взаимодействующими цепными процессами – окислением и разложением моногермана. Показано, что кинетика тепловой релаксации реакционной смеси после прохождения волн горения определяется скоростью кондуктивной теплопередачи от разогретых твердых частиц (продуктов реакций) к газовой фазе.
Нашей исследовательской группой выполняется проект, направленный на создание нестационарной трехмерной численной модели твердотопливного ракетного двигателя. Критические моменты в этой теории связаны с процессами зажигания и распространения пламени. С целью обоснования подхода, используемого в модели, были проведены экспериментальные исследования. В работе описан первый этап исследований. Основное внимание уделяется определению времени задержки зажигания и скорости распространения пламени по плоской пластине образца твердого топлива на основе перхлората аммония и полибутадиена с гидроксильными концевыми группами. Используются различные методики измерений, допускающие обобщение на более сложные геометрии и применение в других рабочих условиях в соответствии с требованиями подхода численной модели.
Исследованы закономерности горения зерненых порохов в широком диапазонеплотностей заряжания. При этом использовались нетрадиционные схемыманометрических бомб и модельные баллистические установки, на которых моделировались условия, близкие к реальному выстрелу. Экспериментально установлено, что причиной нестабильности выстрела из легкогазовой установки является плохая воспроизводимость процесса воспламенения и горения исследуемых порохов при плотностях заряжания Δ≤0,5 г/см3. Показано, что различия в закономерностях газообразования при горении мелких трубчатых и многоканальных порохов в условиях классической манометрической бомбы (Δ ≤ 0,3 г/см3) и в реальном выстреле (Δ ≥ 0,6 г/см3) связаны не только с влиянием нестационарности горения, но и с зависимостью формы горящего зерна (площади горящей поверхности) от условий эксперимента, и в частности от плотности заряжания. Показано, что использование ступенчатой зависимости множителя при давлении в законе горения позволяет получить хорошее согласование экспериментальной и расчетной кривых давления, включая период воспламенения, что позволяет более точно описывать процесс горения комбинированных зарядов.
Предложен новый механизм возникновения взрыва в выработках угольных шахт, основанный на возможности появления электростатических зарядов, способных инициировать горение метана в пористой среде забутовки потолочных перекрытий проходки. Механизм позволяет объяснить возникновение взрывов, происходящих в отсутствие видимых внешних причин. Предлагаются способы борьбы с этим опасным явлением.
Установлено влияние напряженного состояния каменной соли на скорость ее размыва при геотехнологических процессах. Это определяется снижением энергии диссоциации и увеличением поверхности массообмена за счет дилатансионного разуплотнения соляного массива, способствуя ускорению процесса в 6 – 8 раз.
Б. В Поллер, А. А. Голубенков, А. С. Танайно*
"Институт лазерной физики, пр. ак. Лаврентьева, 13, корп. 3, 630090, г. Новосибирск, Россия Институт горного дела СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия"
Приведены результаты первого этапа применения лазерных устройств на угольных карьерах для определения в массиве границы контактов “порода – уголь” и создания систем автоматического пополнения баз данных о пространственном положении выработок с целью подсчета перемещенных объемов горной массы.
Выполнено экспериментальное исследование низкоскоростных режимов детонации в смесях ацетилена с кислородом. Получены данные по кинематике детонационных волн и границам областей существования высокоскоростной, галопирующей и низкоскоростной детонации. Показано, что в бедных смесях нижний предел по давлению для детонационных режимов в узких каналах на порядок ниже значений, принимавшихся ранее на основе утверждения, что предельной всегда является спиновая детонация. Приведены расчеты основных характеристик структуры низкоскоростной детонации. Показано, что граница между низкоскоростным и галопирующим режимами детонации почти точно соответствует равенству времени индукции в частице и времени ее движения от ударной волны до пламени. Обнаружены почти гармонические колебания пламени, период которых связан с продольным размером низкоскоростной детонационной волны.
Рассматривается математический подход к классификации химических веществ по степени токсичности в острых опытах. Проведена апробация данного подхода на большом экспериментальном материале и установлены научно обоснованные границы классов опасности химических соединений.
Н. Н. Михайлов, В. А. Швец, С. А. Дворецкий, Е. В. Спесивцев, Ю. Г. Сидоров, С. В. Рыхлицкий, Р. Н. Смирнов
Институт физики полупроводников ОИФП СО РАН, Новосибирск E-mail: shvets@isp.nsc.ru
Страницы: 71-80 Подраздел: ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Методом молекулярно-лучевой эпитаксии с прецизионным эллипсометрическим контролем in situ толщины и состава слоев были выращены наноразмерные потенциальные барьеры и ямы на основе твердых растворов CdxHg1-x Te (КРТ). При изменении величины молекулярного потока теллура в процессе роста КРТ наблюдаются затухающие осцилляции эллипсометрических параметров. Сравнение экспериментальных данных с расчетом позволяет определить состав КРТ тонкого слоя, соответствующего потенциальному барьеру или яме, его толщину и оценить резкость границ. Показано, что выращенные потенциальные барьеры и ямы с различными составами КРТ толщиной от 2 до нескольких десятков нанометров имеют резкие границы, размытие которых не превышает одного монослоя.
"С. Я. АМСТИСЛАВСКИЙ1,2, Е. А. КИЗИЛОВА2, А. Н. ГОЛУБИЦА2, О.Б. ТЫШКЕВИЧ3,4, Б. М. ДОРОНИН4, В. П. ЕРОШЕНКО5"
"1Новосибирский госуниверситет 2ИЦиГ СО РАН 3Новосибирский государственный областной диагностический центр 4Новосибирская медицинская академия 5Университет штата Айдахо, США"
Страницы: 231–237
Представлен обзор экспериментальных и клинических данных, касающихся эстрогенных влияний окружающей среды на нервную, иммунную и эндокринную системы. Обсуждаются гипотезы о роли эндокринно активных химических соединений, в частности экоэстрогенов, в развитии репродуктивных аномалий, некоторых видов рака и ряда других заболеваний.
Ф. А. Быковский, Е. Ф. Ведерников
"Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, bykovs@hydro.nsc.ru"
Ключевые слова: топливо, детонация, дозвуковой поток, камера сгорания, структура течения.
Страницы: 93-104
Экспериментально показана принципиальная возможность реализации управляемого горения дозвукового потока топливной смеси в продольных пульсирующих и спиновых детонационных волнах. Рассмотрены условия и причины существования детонационных волн.
По математической модели двухфазной двухскоростной среды численно исследована детонация в кольцевом слое взвеси летучих вторичных взрывчатых веществ, примыкающем к стенке цилиндрического канала. Обсуждаются динамика формирования и особенности структур двумерной зоны реакции детонационной волны в газовзвеси частиц гексогена. Впервые в расчетах получен детонационный режим с вихревой структурой зоны реакции. Определены геометрические пределы детонации в канале.
L. A. Isupova, V. A. Sadykov, S. V. Tsybulya, G. S. Litvak, G. N. Kryukova, E. B. Burgina and A.V. Golovin
G. K. Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Pr. Akademika Lavrentyeva 5, Novosibirsk 630090 (Russia), E-mail: isupova@catalysis.nsk.su
Страницы: 89-100
X-ray, TA, IRS, TEM and BET techniques were used to study the effect of mechanical treatment in a centrifugal planetary ball mill EI 2´150 and in a continuously operating vibration ball mill VCM-25 on physicochemical properties of powdered iron oxide of different prehistory, as well as on the properties of produced granulated supports and catalysts. The influence of structure-forming additives and electrolyte was discussed. The influence of the method used for introduction of the active component on the catalyst properties for complete oxidation of butane and CO was established.
В. Е. Донцов, В. Е. Накоряков
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: волна давления, жидкость, пузырьки газа,
затухание
Страницы: 102-108
Экспериментально исследованы эволюция и
затухание волн давления умеренной
амплитуды в вертикальной ударной трубе,
заполненной газожидкостной средой, при
неравномерном (ступенчатом)
распределении пузырьков по сечению
трубы. Газожидкостный слой в виде кольца
располагался вблизи стенки трубы либо в
виде газожидкостного столба — в центре
трубы. Показано, что неравномерность
распределения пузырьков по сечению трубы
приводит к увеличению интенсивности
затухания волн давления.
"Н. Н. Рокосова1, А. П. Козлов1, Ю. В. Рокосов1, Н. В. Бодоев2"
"1Институт угля и углехимии Сибирского отделения РАН,Советский проспект, 18, Кемерово 650099 (Россия) E-mail: chem@kemnet.ru 2Байкальский институт природопользования Сибирского отделения РАН, ул. Сахьяновой, 8, Улан-Удэ 670047 (Россия"
Страницы: 409-421
Изложены и обсуждены результаты эксперимента по низкотемпературному пиролизу сапропелитовых углей, которые могут быть использованы для разработки научных основ технологий переработки сапропелитовых горючих ископаемых в синтетическое топливо и сырье для химической промышленности. Продукты пиролиза получены из сапропелитовых углей разных месторождений с различной степенью катагенетической зрелости органического вещества. Выход жидких продуктов для отдельных образцов углей достигал 60 % (по массе). Жидкие продукты пиролиза изучены методами 1Н и 13С ЯМР-спектроскопии и разделены на фракции с помощью колоночной хроматографии и дистилляции. Полученные фракции, исследованные методом хромато-масс-спектрометрии, представляют собой сложную смесь из сотен соединений. Основная масса пирогенетических продуктов исследованных образцов состоит из алканов и алкенов нормального строения. Высокий выход жидких продуктов пиролиза, полученных из сапропелитовых углей, позволяет рассматривать их в качестве перспективного сырья для получения искусственных жидких топлив. По аналогии с традиционным использованием нефти необходима переработка этих продуктов с широким применением процессов фракционирования и гидрогенизации.
Микротермопарной методикой изучено влияние 12 катализаторов, содержащих окислы железа, свинца и никеля, соединения кобальта, калия, меди, серы и свинца, добавки сажи, на структуру зон и параметры зон волны горения нитраминсодержащего баллиститного пороха при давлении 20, 50 и 100 атм. Описание многопараметрической трансформации волн горения катализаторами дано в виде матриц изменений основных параметров зон горения, внесенных катализатором. Показано, в каких зонах действуют эти катализаторы, и установлены величины воздействия. Полученные параметры зон позволяют выделить четыре режима каталитического действия в волне горения: нормальный, сдувания, компенсационный и газофазный. Установлено, что сильное увеличение скорости горения, как правило, вызывается увеличением к-фазного подповерхностного тепловыделения и тепловыделения на горящей поверхности. Дан ряд активности изученных катализаторов. Показана выполнимость единых законов для параметров волн горения катализированных нитраминсодержащих баллиститных порохов.
В рамках общей математической модели реагирующей смеси газа, жидких капель и твердых частиц рассмотрено неадиабатическое движение газовзвеси частиц магния за ударной волной. Дана классификация возможных типов течения смеси за фронтом замороженной ударной волны. Задержки воспламенения, полученные расчетным путем, имеют хорошее соответствие с опытными данными. Выполнено сравнение параметров течения, найденных по адиабатической и неадиабатической моделям.
Постановка автором темы социальных циклов представляется чрезвычайно актуальной. Многие исследователи сталкиваются здесь с трудностями в определении точки отсчета как для социальных процессов, так и внутреннего содержания социальных циклов.
Рассмотрена нелинейная начально-краевая
задача о приближении контура к границе
раздела двух жидких сред. Решение
построено на основе разработанного ранее
численного метода, основанного на
сведении исходной задачи к системе
интегродифференциальных уравнений
относительно особенностей, моделирующих
жидкие и твердые границы, и функции,
описывающей границу раздела сред.
Приведены результаты расчетов
возмущений, вызванных приближением
кругового цилиндра к свободной
поверхности. Даны оценки зависимости
полученных течений и гидродинамических
характеристик контура от числа Фруда.
На примере детонации облака стехиометрической смеси пропана с воздухом численно исследовано влияние положения точки инициирования на параметры поля взрыва. Форма облака (тороид) и соотношение его размеров в расчетах типичны для объемов топливовоздушных смесей, формируемых при авариях. При варьировании места точки инициирования в пределах сечения облака изменялось положение нижней кромки облака относительно подстилающей поверхности.
"Т. Н. Патрушева1, А. И. Холькин2, Д. В. Юрьев1"
"1Красноярский государственный технический университет, ул. Киренского, 26, Красноярск 660074 (Россия), E-mail: pat@ire.krgtu.ru 2Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН, ул. К. Маркса, 42, Красноярск 660049 (Россия)"
Страницы: 529-537
Развитие функциональной электроники как альтернативы схемотехническому пути развития микроэлектроники тесно связано с решением ряда задач в области материаловедения и технологии. Полупроводниковые сложные оксиды, магнитные, сенсорные и генерирующие излучение материалы, сегнето-, пьезо- и пироэлектрики приобретают важное значение в современном мире, поскольку выполняют роль "умных" материалов. Потребность в них растет с развитием наиболее прогрессивных отраслей науки и техники, в частности, электроники, компьютерной техники, медицины, лазерных и фотохимических технологий. Из методов получения сложнооксидных материалов весьма перспективны растворные, к которым относится и золь-гель метод. Смешение исходных компонентов в растворе и последующая их термическая обработка приводят к получению гомогенных материалов и снижению температурных и временных параметров синтеза. Это позволяет ввести в состав сложных оксидов химически активные и легкоплавкие компоненты, например свинец и висмут. Важную роль в стабилизации характеристик функциональных материалов играет фактор их чистоты. Отсутствие примесей и однородность фазового состава гарантируют максимальные характеристики и резкие переходы, осуществляемые при работе функциональных материалов. Для получения гомогенных, чистых и морфологически однородных функциональных оксидных материалов авторами предложена экстракционно-пиролитическая технология.
Проанализированы результаты маршрутных учетов птиц, охватывающие период с декабря 1983 по конец января 1988 г. и выполненные в пределах южно-таежных лесов Среднеуральской горной провинции (Свердловская область) на четырех ключевых участках, два из которых находятся на западном макросклоне и два – на восточном. Всего составлены четыре классификационные схемы: две – по 31 имеющемуся в выборке местообитанию в среднем по I (16 мая – 15 июля) и II (16 июля – 31 августа) половинам лета соответственно для 138 и 126 видов, одна – по 26 зимним (16 января – 28 февраля) местообитаниям для 35 видов и по результатам круглогодичных учетов в 1983–1984 гг. в шести местообитаниях составлена пространственно-временная классификация для 114 видов птиц. Составленные классификации региональны и отражают характер пребывания и предпочтения видов Среднего Урала, охватывая основное природно-антропогенное разнообразие экосистем. Их сравнительный анализ и сопоставление с классификациями для других регионов позволили отразить особенности современной иерархии пространственно-типологического предпочтения птиц рассматриваемой провинции в течение года.
Приведены результаты экспериментов по инициированию и развитию детонации в цилиндрических зарядах пористого взрывчатого вещества продуктами пересжатой детонации газовой смеси (C2H2 + 2,5O2). Исследовались заряды взрывчатого вещества с насыпной плотностью около 1 г/см3 в непрочных оболочках. Для зарядов тэна и гексогена определено критическое начальное давление газовой смеси, при котором еще происходит инициирование детонации, приведены также давления, непосредственно воздействующие на заряд. Для тэна впервые проведены измерения критического начального давления и задержки инициирования для зарядов с частицами различного диаметра. Полученная зависимость характеризует аномальное свойство пористых зарядов: существует оптимальный размер частиц, при котором наблюдается максимум чувствительности взрывчатого вещества. Приведены фоторазвертки самосвечения при характерных режимах инициирования. С использованием электромагнитной методики получены профили массовой скорости в волне инициирования на разной глубине заряда.
Численно исследовано взаимодействие ударных волн, которое могло бы вызвать детонацию взрывчатого вещества (Composition B), содержащегося в тонкостенном контейнере при ударе по нему цилиндрическим ударником. Для нахождения скорости выделения энергии взрывчатого вещества использовалась модель Forest Fire. После удара волны разрежения, распространяющиеся от периферии элемента и со стороны поверхности раздела оболочка — взрывчатое вещество, догоняют ударные фронты, движущиеся по взрывчатому веществу и ударнику. При высокой скорости ударника прошедшая ударная волна возбуждает детонацию у поверхности раздела оболочка — взрывчатое вещество. При средних значениях скорости ударника скорость выделения энергии из ударно-сжатого объема взрывчатого вещества такова, что эффекты, связанные с этим, преобладают над эффектами, вызванными волнами разрежения, и приводят к возбуждению детонации после того, как ударная волна проходит некоторое расстояние во взрывчатом веществе. Обнаружено, что существует диапазон минимальных скоростей ударника, при которых воздействие волн разрежения преобладает над выделением энергии, и в результате детонация возбуждается не за фронтом ударной волны, движущейся по взрывчатому веществу, а только после отражения от нижней пластины из материала с высоким импедансом. Это означает, что при исследовании отклика взрывчатого вещества, заключенного в оболочку из материала с высоким импедансом, необходимо принимать во внимание эффекты, связанные с взаимодействием ударной волны со стенками контейнера.
А.К. Ребров, В.Я. Рудяк*
"Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск *Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет"
Страницы: 277–278
В декабре 2002 г. в Институте теплофизики СО РАН проводился Всероссийский семинар «Кинетическая теория и динамика разреженных газов». Этот семинар оказался важным научным событием, поскольку после Всесоюзной конференции по динамике разреженных газов, состоявшейся в 1990 г. в Ленинграде, таких конференций в России не проводилось. Семинар был приурочен к юбилею – 130-летию опубликования уравнения Больцмана, ставшего вехой классической физики XIX столетия.
Экспериментально исследовано окисление и горение одиночных частиц магния в среде СО в диапазоне температур окружающей среды 898÷1323 К. Обнаружены различные режимы взаимодействия магния с СО: низко- и высокотемпературный режимы медленного гетерогенного горения, низко- и высокотемпературный режимы парофазного горения, пульсирующее горение. Возможные причины существования различных режимов обсуждаются на основе анализа процессов в поверхностной пленке и в газовой фазе с учетом термодинамических особенностей системы Mg – CO.
Представлены основные газодинамические характеристики процессов детонации, мгновенного сгорания (взрыва) в постоянном объеме, горения при постоянном давлении и дефлаграционного горения для гидразина, метилгидразина, 1,1- и 1,2-диметилгидразина, триметилгидразина в смесях с кислородом и воздухом при разбавлении их аргоном и варьировании начальных значений давления и температуры. Проанализированы основные параметры процессов как для случая газообразного топлива, так и для случая гетерогенной смеси, когда топливо представляет собой мелкодисперсное распыленное облако в среде окислителя. Расчеты выполнены с помощью компьютерной программы "БЕЗОПАСНОСТЬ". Результаты расчетов согласуются с достоверными экспериментальными данными.
Изучена проблема отражения ударных волн и волн разрежения от жесткой стенки в смеси жидкого железа и мелких кристаллов молибдена. Исследование проведено в рамках равновесного и неравновесного приближений механики гетерогенных сред с различными давлениями компонентов. Верификация математической модели проведена путем согласования зависимости равновесно-замороженной скорости звука от начального давления в смеси с известными экспериментальными данными. В равновесном подходе определена зависимость типа отраженной ударной волны от типа падающей. Прямыми численными расчетами в рамках неравновесной модели механики гетерогенных сред обоснована справедливость полученной карты отражений. Выявлена возможность значительного компактирования частиц молибдена в отраженных волнах.
Проведен анализ используемых методов и критериев оценки взрывоопасности переработки взрывчатых материалов (ВМ) с применением механических воздействий, и указано на отсутствие таковых при переработке ВМ по вибрационной технологии. Предложены новый способ и критерий оценки взрывоопасности при вибрационной обработке ВМ. Критерий рассчитан по результатам экспериментального определения чувствительности ВМ к вибрации и сравнения критических параметров вибронагрузок, вызывающих взрыв или значительное разложение ВМ, с параметрами вибрации при переработке ВМ на вибрационных установках. Приведены примеры расчета коэффициента взрывобезопасности для гексогена, тротила и аммонита при вибропрессовании и вибротранспортировании.
С. В. Федоров, А. В. Бабкин, С. В. Ладов, Г. А. Швецов*, А. Д. Матросов*
Московский государственный технический университет им. Н. Э.Баумана, 107005 Москва *Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева, 630090 Новосибирск
Страницы: 126-145
Рассмотрены электромагнитные воздействия, позволяющие на различных стадиях функционирования кумулятивных зарядов управлять кумулятивным эффектом взрыва. Снижение пробития достигается пропусканием мощного импульса электрического тока по кумулятивной струе, созданием аксиального магнитного поля в кумулятивной облицовке непосредственно перед подрывом заряда, а также созданием поперечного к направлению движения струи магнитного поля в материале проводящей преграды. На повышение пробивной способности кумулятивной струи за счет увеличения ее предельного удлинения ориентированы варианты воздействия на струю продольного низкочастотного и высокочастотного магнитных полей, а также "мягкое" токовое воздействие. Проанализированы результаты экспериментальных и теоретических исследований различных вариантов электромагнитных воздействий и рассмотрены проявляющиеся при их реализации физические эффекты.
Статья представляет собой оригинальное новаторское исследование, посвященное специфической, неисследованной теме – организации в Новосибирской области работы оборонных предприятий по выпуску оптико-механического вооружения в годы войны 1941-1945 гг. Автором введены в научный оборот вновь выявленные практические сведения ранее закрытых фондов партийных и советских органов власти и управления, приведена статистика производства вооружения, сформулированы необходимые выводы относительно научно-производственных результатов работы заводов оборонного сектора.
Экспериментально показано существование самоподдерживающейся детонации в вакуумированной взвеси частиц вторичного взрывчатого вещества. Опыты проведены с октогеном в вертикальной ударной трубе диаметром 0,07 м и длиной 7 м в диапазоне среднеобъемных концентраций частиц 0,32 0,92 кг/м3. Установлено, что скорость вакуумной детонации практически не зависит от среднеобъемной концентрации частиц и составляет (1750 50) м/с, профиль давления волны вакуумной детонации плавный. Приведены данные об электропроводности продуктов вакуумной детонации и длине зоны реакции.
Рассмотрена неакустическая (низкочастотная) неустойчивость горения твердого топлива в реактивном двигателе. Предложена модель нестационарного горения в двигателях с канальными зарядами. Модель учитывает изменение распределения температуры в продуктах горения при изменении давления газа (Махе-эффект). Нестационарная скорость газовыделения и температура продуктов горения определяются на основе феноменологического подхода Зельдовича с учетом изменения температуры поверхности топлива (модель Новожилова) и температуры пламени (модель Гостинцева и Суханова). Определена зависимость границы области устойчивости РДТТ от длины канала заряда и предсоплового объема камеры двигателя. Показано, что Махе-эффект приводит к значительному (1,5 2 раза) сужению области параметров устойчивого горения в РДТТ. Установлено, что РДТТ с канальным зарядом имеет более узкую область устойчивости по параметру Зельдовича k, чем РДТТ с торцевым зарядом, при одинаковых объемах камер сгорания. Для канальных зарядов положение границы устойчивости зависит, главным образом, от объема предсопловой части камеры сгорания.
Для объяснения аномально высокой скорости горения «безгазовых» систем титан + сажа, а так-же титан + сажа + полистирол в условиях одномерной фильтрации примесных газов предложен конвективный механизм горения. Анализ экспериментальных и теоретических работ показал, что в условиях примесного газовыделения конвективный механизм горения может быть обеспечен движением слоя расплава одного из реагентов под действием перепада давления примесных газов. Сформулированы физическая и математическая модели процесса. Установлено, что для реализации ускоряющегося режима горения необходимо наличие свободного объема, не занятого шихтой. Показано, что на начальном этапе горения, а также при свободном объеме, превышающем объем образца, скорость фронта и давление газа возрастают по экспоненциальному закону. Получены аналитические выражения для расчета средней скорости конвективного горения. Исследования сформулированной в работе модели позволили объяснить наблюдаемые в экспериментальных условиях различия в закономерностях горения «безгазовых» систем в условиях встречной, спутной и двухсторонней фильтрации примесных газов.
Рассмотрена задача гидродинамики со свободной границей при осесимметричном растекании капли вязкой жидкости по гладкой поверхности твердого тела под действием капиллярных сил в условиях слабого влияния гравитации. Для конечных углов наклона свободной поверхности задача при малых капиллярных числах асимптотическим методом приведена к более простой задаче гидродинамики в области с известной границей. Найдено выражение динамического краевого угла капли. Показано, что у одной капли существует несколько динамических краевых углов, кроме локального угла наклона границы вблизи линии контакта трех фаз. Значения углов вычислены при малых числах Рейнольдса и Бонда.
Рассматривается сферически - симметричная задача о колебаниях одиночного газового пузырька в центре сферической колбы, заполненной сжимаемой жидкостью, под действием колебаний давления на стенке колбы. Получена система дифференциально - разностных уравнений, обобщающая уравнение Рэлея – Плессета на случай сжимаемой жидкости и учитывающая отражение волн давления от пузырька и стенки колбы. Проведен линейный анализ решений данной системы в случае гармонических колебаний пузырька. Проанализированы нелинейные резонансные и близкие к резонансным негармонические колебания пузырька, вызванные гармоническими колебаниями давления на стенке колбы. Исследовано влияние процесса теплопереноса на колебания пузырька.
Исследуется влияние изотропного и
анизотропного рассеяния излучения на
плавление (затвердевание) плоского слоя
полупрозрачной среды, находящегося между
непрозрачными поверхностями.
Математическая модель фазового перехода
представляет собой классическую
постановку задачи Стефана. Из
результатов численного расчета следует,
что рассеяние излучения оказывает
существенное влияние на скорость
распространения фронта фазового перехода
и формирование температурного профиля в
процессе плавления (затвердевания)
полупрозрачной среды.
Проведено численное моделирование
процесса истечения двухфазной струи из
цилиндрического канала в ограниченный
слой дисперсной среды на основе
уравнений механики гетерогенных сред с
учетом различия скоростей, температур и
напряжений фаз. Выявлен эффект сепарации
газовой и дисперсной фаз в слое,
подтверждаемый экспериментом. Сравнение
с аналогичным случаем истечения газа при
равных начальных давлениях показало, что
при взаимодействии со слоем дисперсной
среды двухфазная струя обладает более
длительным импульсом и направленностью.
Предложен метод интегральных уравнений
для решения плоских и пространственных
задач об ударе пластины о несжимаемую
жидкость конечной глубины. Проведено
аналитическое и численное исследование
решений полученных уравнений. Изучено
поведение ударного импульса в
зависимости от глубины жидкости и
удлинения пластины.
Приведено аналитическое решение
классической задачи Смолуховского о
скачке температуры в молекулярных газах
(одно-, двух- и многоатомных). Газ
занимает полупространство над плоской
стенкой, вдали от которой заданы
постоянные градиент температуры и
скорость испарения с поверхности раздела
газ — конденсированная фаза. В явном
виде построена функция распределения как
в полупространстве, так и на его
границе. Получены формулы для
концентрации и температуры на границе, а
в случае двух- и многоатомных газов —
формулы для температур, определяемых
поступательными и вращательными
степенями свободы молекул. Проведены
численные расчеты.
С использованием численных методов
определено движение кругового цилиндра в
идеальной жидкости, ограниченной извне
поверхностью колеблющейся стенки, в
присутствии силы тяжести.
Рассмотрена задача о движении твердого
шара в вязкой жидкости, происходящем
вследствие заданных пульсаций шара и
заданных колебаний жидкости вдали от него.
Представлены результаты численных
расчетов по программному комплексу MAX
двумерной задачи о возникновении
турбулентности на границе раздела двух
потоков слабосжимаемых газов.
Анализируется связь между
пространственной и временной задачами
развития турбулентной зоны при сдвиговой
неустойчивости. Вычислена константа,
характеризующая степень сдвигового
турбулентного перемешивания, и
исследовано влияние перепада плотности
смешиваемых жидкостей на интенсивность
роста турбулентной зоны. Для всех
рассмотренных значений перепада
плотности вычислен коэффициент
гетерогенности полученной смеси.
Рассмотрена параллельная реализация и вычислительные аспекты задачи моделирования динамики гравитирующих систем, в частности протопланетного диска. Математическая модель диска включает в себя многомерное кинетическое уравнение Власова – Лиувилля, уравнение Пуассона и газодинамические уравнения. Одной из основных проблем численного моделирования гравитационной динамики является необходимость многократного решения уравнения Пуассона. Представлен быстрый параллельный алгоритм решения этого уравнения и алгоритм динамической балансировки загрузки процессорных элементов, учитывающие физические особенности задачи.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
0,92 кг/м3. Установлено, что скорость вакуумной детонации практически не зависит от среднеобъемной концентрации частиц и составляет (1750 
50) м/с, профиль давления волны вакуумной детонации плавный. Приведены данные об электропроводности продуктов вакуумной детонации и длине зоны реакции.