Главная – Журналы – Поиск по журналам

Численно исследовано влияние положения препятствия на распространение пламени в канале при взрыве водородовоздушных смесей с градиентом концентрации. Полученные в результате численного моделирования параметры взрыва хорошо согласуются с экспериментальными данными. Согласно результатам расчетов изменение положения препятствия сильнее влияет на распространение пламени неоднородной смеси по сравнению с однородной. Анализ формы пламени предварительно перемешанной смеси и пóля течения показывает, что при увеличении расстояния между препятствием и точкой воспламенения прохождение пламени через препятствие приводит к всё более сложной деформации пламени и более сложной картине течения с образованием вихрей вблизи препятствия. Анализ данных по положению фронта пламени и максимальному избыточному давлению взрыва показал, что по мере увеличения расстояния между препятствием и точкой воспламенения градиент концентрации в исходной смеси оказывает всё большее ингибирующее воздействие на распространение пламени. Наиболее сильно это проявляется, когда препятствие находится на расстоянии 200 мм от точки воспламенения. Результаты исследования могут быть использованы при совершенствовании мер по обеспечению производственной пожаровзрывобезопасности.

Приведены экспериментальные и расчетные результаты исследования развития турбулентного перемешивания, возникающего на контактной границе воздух - вода после прохождения косой ударной волны. Число Маха ударной волны в опытах изменялось в диапазоне 2 ÷ 2.3. Углы наклона фронта ударной волны к контактной границе составляли 0, 15° и 30°. При падении волны на поверхность воды на ней развивалась неустойчивость Кельвина - Гельмгольца, которая с течением времени приводила к турбулентному перемешиванию контактирующих веществ. В опытах структура поля течения регистрировалась скоростными видеокамерами. Экспериментально установлено, что с увеличением угла падения ударной волны на границу раздела скорость роста высоты зоны турбулентного перемешивания увеличивается, размер капель диспергированной жидкости уменьшается вследствие более интенсивного их дробления. Численное моделирование опытов, проведенное по двумерной методике, показало, что методика удовлетворительно предсказывает динамику зоны турбулентного перемешивания в окрестности контактной границы.

Работа посвящена получению соединений на основе Al-Mn-Si с различным содержанием Si (0, 5, 10, 15 ат. %) методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Впервые методом СВС получена γ-фаза Al₉Mn₃Si c гексагональной кристаллической решеткой (пространственная группа P6₃/ mmc) в составе синтезированного сплава при содержании в исходной смеси 15 ат. % Si. Рентгенофазовый анализ синтезированных сплавов из смесей с содержанием кремния 5 ÷ 10 ат. % показал также присутствие фаз γ₂-Al₈Mn₅ (тригональная, пространственная группа R3m ) и MnSi (кубическая, пространственная группа Pm-3m ). Фазообразование промежуточных соединений при содержании кремния в смеси ниже 15 ат. % может быть связано с температурой горения, недостаточной для полного взаимодействия реакционных компонентов системы. Синтезированные сплавы имеют пористую структуру с размером пор до 20 мкм и размером зерен в межпоровом пространстве 10 ÷ 90 мкм.

Описана методика получения горящих алюминиевых частиц-агломератов диаметром 215 ÷ 840 мкм, и исследовано их горение в свободном падении в воздухе при атмосферном давлении. В результате обработки видеозаписей процесса горения определено время горения в зависимости от диаметра частиц. Изучены морфологические и гранулометрические характеристики конденсированных продуктов (крупных остатков горения агломератов) - финальных оксидных частиц. Определены отношения диаметров и масс оксидного остатка и начальной частицы-агломерата. Предложена эмпирическая формула для оценки плотности финальных оксидных частиц.

Исследовано влияние содержания смесей Ti + 2B и Ti + C, а также механической активации (МА) на скорость горения, выход смеси после МА, морфологию и фазовый состав продуктов горения состава (Ti + 2B) + (Ti + C). В ходе МА смеси Ti + 2B в течение 5 мин происходит механохимический синтез с образованием продукта TiB₂. Механохимический синтез не реализуется при добавлении в активируемую смесь Ti + 2B порошка Ti + C. Увеличение содержания Ti + C в смеси (Ti + 2B) + (Ti + C) приводит к ухудшению прессуемости образцов после МА. Скорость горения исходных смесей (Ti + 2B) + (Ti + C) уменьшается с увеличением содержания Ti + C. Образцы продуктов исходных смесей сохраняют целостность после синтеза. МА двукратно увеличивает скорость горения образцов из смеси Ti + C. Скорость горения активированной смеси (Ti + 2B) + (Ti + C) возрастает с увеличением содержания Ti + C, образцы продуктов в процессе горения диспергируются. Для смеси исходного порошка Ti + 2B и активированного Ti + C при их одинаковом массовом соотношении на зависимости скорости горения смеси от содержания в ней Ti + C наблюдается минимум, при преобладании смеси Ti + 2B в исследуемом составе образцы продуктов сохраняют целостность.

Исследовано влияние метода и продолжительности смешения тугоплавких металлов Ta, Mo (Ti), Nb, V, W с углеродом (сажей) на формирование высокоэнтропийных карбидов в режиме теплового взрыва. Определены температура воспламенения смесей и состав образующихся продуктов в зависимости от способа приготовления смесей металлов с сажей. Показано, что для получения высокоэнтропийных карбидов TaTiNbVWC₅ и TaNbVMoWC₅ наиболее эффективным среди исследованных является стадийный метод приготовления смеси. На первой стадии методом высокоэнергетической механической обработки готовят высокоэнтропийный твердый раствор металлов, затем добавляют к нему сажу и проводят дополнительную высокоэнергетическую механическую обработку. В результате теплового взрыва этой смеси формируются высокоэнтропийные карбиды.

Рассчитана структура гибридных детонационных волн в газовзвесях частиц бора в водородовоздушных смесях различного состава на основе детальной кинетики горения водорода и PSU-модели горения частиц бора. Выявлено влияние диаметра и концентрации частиц на скорость детонационной волны в стехиометрической водородовоздушной смеси. Показано, что частицы диаметром менее 5 мкм усиливают детонационные волны в стехиометрических и богатых смесях, а диаметром более 10 мкм только ослабляют детонацию. Исследовано влияние состава газовой смеси на детонационные процессы. Получено, что по мере уменьшения количества окислителя в смеси максимальные значения скорости детонации уменьшаются и сдвигаются в сторону меньших объемных концентраций частиц.

Представлены результаты адаптации метода гетеродин-интерферометра (PDV) для проведения газодинамических исследований с использованием ствольных нагружающих установок. Для согласования измерительных каналов по времени регистрации проведены непосредственные измерения относительных временных поправок гетеродин-интерферометра с точностью вплоть до 0.1 нс с использованием корреляционного анализа времени прохождения фемтосекундных импульсов с различным периодом повторения через измеряемые волоконные линии. Для определения угла соударения метаемого объекта с исследуемым образцом предложен метод линейной регрессии, позволяющий наиболее полно использовать весь объем экспериментальных данных и статистически определять доверительные интервалы получаемых оценок. Для надежной регистрации параметров упругой волны предложен метод активно-пассивной диагностики гетеродин-интерферометра, позволяющий полностью устранить помеховую опорную линию и, соответственно, увеличить разрешающую способность интерферометра по времени и скорости.

Экспериментально и с помощью численного моделирования исследовано влияние окислителей на эффективность приземного взрыва термобарических взрывчатых веществ на основе октогена (масса зарядов 500 г). Анализ траектории движения тройной точки Маха показал, что ее высота резко увеличивается при угле падения больше 70°. Ножка Маха превышает высоту центра взрыва на расстоянии больше 3.6 м. Результаты эксперимента показали, что распределение температуры по поверхности огненного шара было асимметричным и температура верхней части огненного шара превышала температуру нижней части. Пиковая температура термобарического взрывчатого вещества составляла более 2 400 К, а температура огненного шара была выше 400 К в течение почти 1 000 мс. Окислители перхлорат калия и Fe₂O₃ слабо увеличивали избыточное давление в падающей волне и значительно увеличивали продолжительность баротропного воздействия. Кроме того, перхлорат калия мог быстро включаться в процесс и принимать участие в реакции дожигания, в то время как политетрафторэтилен был менее эффективен. Энергия, выделяющаяся в результате термитной реакции Fe₂O₃, способствовала поддержанию температуры, особенно температуры огненного шара на поздних этапах.

Предложен и расчетно обоснован метод исследования метательного действия продуктов взрыва конденсированных взрывчатых веществ, позволяющий реализовывать широкий диапазон состояний на изоэнтропе продуктов взрыва: от давлений и плотностей в области состояния Чепмена - Жуге до давления ≈0.1 ГПа и плотности ≈0.2 г/см³. С применением разработанного метода проведены экспериментальные исследования метательного действия продуктов взрыва взрывчатого состава ТГ 25/75, в которых информация о движении тонких алюминиевых лайнеров регистрировалась многоканальным комплексом гетеродин-интерферометра PDV.