Главная – Журналы – Поиск по журналам

Исследованы макрокинетические закономерности горения и кинетики термического разложения энергетических конденсированных композиций, содержащих высокоэнтальпийные полиазотистые соединения на основе системы фуразановых, фуроксановых и азепинового циклов и поли-2-метил-5-винилтетразола в качестве активного связующего. В интервале давлений азота 1 ÷ 6 МПа определены линейные скорости высокотемпературных превращений (горения) составов с разным соотношением компонентов. Обнаружено, что скорость горения композиций из полициклических соединений и поли-2-метил-5-винилтетразола превышает скорость горения отдельных компонентов, причем синергетический эффект повышается с понижением давления азота в системе. Кинетические исследования тепловыделения при термическом разложении энергетических композиций в интервале температур 50 ÷ 350 °С в изотермических и неизотермических условиях показали, что в прессованных составах имеет место взаимодействие реагентов, приводящее к значительному росту скорости термического распада смеси относительно скорости разложения отдельных компонентов. Полученные данные свидетельствуют о том, что одной из причин роста скорости горения при смешении компонентов может быть смена ведущей реакции горения в результате химического взаимодействия компонентов бинарного состава.

При горении высокоэнергетических конденсированных систем возможно образование промежуточной структуры - каркасного слоя, который оказывает существенное влияние на процесс горения. Проведено экспериментальное исследование влияния отверждения связующего на формирование данной структуры. Показано, что закономерности формирования каркасного слоя при отверждении связующего в существенной мере зависят от структуры полимера. Определена своеобразная роль вещества, выполняющего функции отвердителя. Представлены основы моделирования явлений в поверхностном слое при наличии и отсутствии каркасного слоя. Показана возможность прогнозирования ряда характеристик процесса горения.

Проведен анализ распределения соединений плутония и америция в продуктах сгорания радиоактивного графита в водяном паре или воздухе. Исследование выполнялось методом термодинамического анализа с помощью программного комплекса TERRA в интервале температур 400 ÷ 3 200 К. Установлено, что в водяном паре при температуре выше 900 K весь углерод переходит в газ, в воздухе температура его перехода составляет 1 000 K. Превращение конденсированных соединений плутония в парообразные происходит в водяном паре при температуре выше 1 800 K, а в воздухе - при 1 700 K. Конденсированные соединения америция начинают переходить в парообразное состояние при температуре выше 2 000 K, в воздухе температура их перехода равна 2 200 K.

Порошки различных металлов и бора широко используются в смесевых топливных композициях для повышения температуры горения и удельного импульса ракетных двигателей. В статье представлены результаты экспериментального исследования окисления и воспламенения в воздухе ультрадисперсных порошков алюминия Alex, аморфного бора и микроразмерных порошков алюминия μAl, боридов алюминия AlB₂ и AlB₁₂. Нагрев и воспламенение порошков металла и бора осуществляли СО₂-лазером непрерывного действия в диапазоне плотности теплового потока 65 ÷ 190 Вт/см². На основе данных термического анализа установлено, что параметры реакционной способности порошков располагаются в следующей последовательности (по убыванию активности): Alex → B → AlB₁₂ → AlB₂ → μAl. При окислении аморфного бора и додекаборида алюминия AlB₁₂ суммарное удельное тепловыделение и скорость изменения массы имеют максимальные значения. Порошки Alex, бора и AlB₁₂ легче воспламеняются на воздухе при действии внешнего лучистого источника. Степенной показатель n в зависимости времени задержки воспламенения t_ign от плотности теплового потока t_ign ( q ) = Aq ^{- n} для порошков μAl, AlB₂ и AlB₁₂ примерно одинаков и равен ≈2.0, для ультрадисперсных порошков Alex и бора он ниже и составляет n = 1.5 и 1.0 соответственно.

Экспериментально изучено влияние добавок фурана (С₄Н₄О) и тетрагидрофурана (С₄Н₈О) в смеси этилена (С₂Н₄) с аргоном на сажеобразование при пиролизе за отраженными ударными волнами в диапазоне давлений p ₅ = 2.1 ÷ 4.4 атм и температур T ₅ = 1 600 ÷ 2 580 K. Методами лазерной экстинкции и лазерно-индуцированной инкандесценции получены температурные зависимости объемной доли конденсированной фазы и размеров образующихся углеродных наночастиц в исследованных смесях. Установлено, что добавление данных фуранов приводит к увеличению объемной доли сажи, а также к расширению температурного диапазона ее формирования. Эффект от фурана оказался более выраженным, нежели от тетрагидрофурана. Кинетическое моделирование процессов пиролиза этилена с выбранными добавками показало, что в присутствии С₄Н₄О и С₄Н₈О образуются альтернативные пути наработки пропаргила С₃Н₃, что является причиной увеличения сажеобразования.

Содержание метана в газовом гидрате составляет около 12 % (мас.). Теоретическая температура горения такого состава довольно низкая. Однако измерения показывают, что при подходящей организации процесса можно достичь намного большей температуры пламени. Для этого необходимо разделить область диссоциации и область горения (т. е. исключить нагрев воды). С другой стороны, для того чтобы горение было устойчивым, часть теплоты сгорания следует возвратить в область гидрата для поддержания скорости диссоциации на нужном уровне. Устойчивость горения гидрата метана естественным образом определяется соотношением тепловыделения и теплопередачи. В настоящей работе описываются эксперименты по горению метана над слоем диссоциирующего газового гидрата, а также предложена простая математическая модель для оценки устойчивости диффузионного горения. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными позволяет определить концентрацию водяного пара и составить тепловые балансы горения гидрата.

Численно изучается горение этилена и керосина при числе Маха потока М ≤ 2. Для воспламенения подаваемого через осевой инжектор топлива и поддержки его горения применяется дросселирование потока с помощью боковой струи сжатого воздуха. Решаются осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье - Стокса, замыкаемые k -ε-моделью турбулентности. Горение топлива моделировалось одной реакцией. Исследована возможность формирования околозвукового течения. При числе Маха M = 1.7 и температуре торможения 1 400 и 1 500 K изучена газодинамическая структура потока в канале при горении керосина. Расчеты выполнены при различных значениях ограничителя производства турбулентной кинетической энергии.

На примере дизельного топлива исследованы характеристики сжигания жидких углеводородов в присутствии смеси перегретого водяного пара с газом-разбавителем в горелочном устройстве испарительного типа. В качестве газа-разбавителя использовался углекислый газ. В ходе экспериментов найдены режимы подачи перегретого водяного пара или вместо него углекислого газа, а также их смеси в различных пропорциях, обеспечивающие схожий профиль средней температуры в пламени, значений тепловой мощности и коэффициента избытка воздуха. Показано, что при сжигании топлива в присутствии перегретого водяного пара, углекислого газа и их смеси достигаются низкие концентрации CO и NO _x в продуктах сгорания. При подаче CO₂ эти значения находятся на границе допустимых концентраций для 3 класса по нормативу EN:267. В случае же подачи только перегретого водяного пара наблюдается более низкое содержание оксидов азота в уходящих газах по сравнению с углекислым газом: снижение концентрации NO _x достигает 15 %.

Наледи широко распространены на Северо-Востоке России и оказывают существенное влияние на многие компоненты ландшафтов. Появление в открытом доступе спутниковых данных Landsat и Sentinel-2 создало новые возможности для их картографирования. По спутниковым снимкам собран актуальный каталог наледей Северо-Востока России, а также проанализирована многолетняя и сезонная изменчивость наиболее крупных ледяных массивов. На основе обобщения исторических (полученных в середине XX в. с помощью аэрофотосъемки) и современных данных о наледях подготовлено новое картографическое произведение - Атлас гигантских наледей-тарынов Северо-Востока России, который был издан в конце 2021 г. В настоящей работе рассмотрены подходы к картографированию наледей, которые использовались при создании данного Атласа, и приведены основные характеристики наледей по историческим и спутниковым данным. Всего в пределах рассматриваемой территории по снимкам 2013-2020 гг. выявлено 9306 наледей общей площадью 4854.5 км², из которых 1146 относятся к гигантским, т. е. имеют площадь более 1 км². Для выявленных гигантских наледей по разновременным спутниковым снимкам за период с 1970-х гг. по настоящее время проанализирована многолетняя и сезонная динамика их площади и созданы серии космокарт, которые также включены в содержание Атласа. Для большинства гигантских наледей существенного сокращения площади со временем не выявлено. Установлено также, что крупнейшей на Северо-Востоке России является наледь в бассейне р. Сюрюктях. Ее площадь в период схода снежного покрова в среднем на 14.4 км² превышает площадь Большой Момской наледи, которая ранее считалась крупнейшей в России.

Представлена разработанная аналитическая модель функционирования системы температурной стабилизации грунтов типа "ГЕТ", базирующаяся на интегральном методе. Приведены решения численной и аналитической моделей для систем температурной стабилизации грунтов типа "ГЕТ" с разной длиной испарительной части, а также для различных по климату арктических городов - Салехард, Варандей, Игарка. При сравнении результатов, полученных в рамках численного и аналитического решений, сделан вывод о том, что разработанную аналитическую модель можно применять для экспресс-оценки функционирования системы температурной стабилизации грунтов типа "ГЕТ" для различных конструктивных решений и климатических характеристик.