Главная – Журналы – Поиск по журналам

Приведены физико-математическая модель и результаты численного моделирования инициирования и распространения детонационных волн в ударных трубах. Рассматривается горючая смесь водорода с кислородом, разбавленная аргоном. Расчетным путем получена детальная структура течения в ударной трубе. Проведено сравнение результатов расчета времени задержки воспламенения с экспериментальными данными.

В рамках уравнений двумерного осесимметричного нестационарного движения реагирующей смеси газа и частиц унитарного топлива выполнено математическое моделирование механизмов распространения волн горения и гетерогенной детонации в резко расширяющихся трубах. Изучено влияние основных определяющих параметров газовзвесей и трубопровода на распространение нестационарных детонационных волн. Приведены зависимости критического отношения диаметров труб составного трубопровода от относительного массового содержания частиц унитарного топлива разного размера.

Приведены расчетные и экспериментальные данные о параметрах горения и детонации в кислородных и воздушных горючих смесях, топливом в которых являются метан и угольная пыль.

В проточной кольцевой цилиндрической камере впервые реализованы режимы непрерывного детонационного сжигания смесей синтез-газ — воздух в поперечных (спиновых) детонационных волнах. Исследованы смеси оксида углерода и водорода в объемных пропорциях [CO]/[H₂] = 1/1, 1/2 и 1/3 в широком диапазоне коэффициентов избытка горючего. Максимальные скорости детонационных волн 1.57 км/с наблюдались для смеси горючего CO + 3H₂ с воздухом при небольшом (около 15 %) избытке горючего. Определены пределы существования непрерывной детонации по коэффициенту избытка горючего и минимальной величине удельного расхода смеси. Построена область реализованных режимов детонации в координатах «коэффициент избытка горючего — удельный расход смеси».

В рамках молекулярно-динамического подхода предложена полуэмпирическая модель молекулярной динамики, верифицированная по экспериментальной зависимости температуры плавления наночастиц алюминия от их размера. Определены зависимости теплоемкости частицы и теплоты фазового перехода от начального размера и температуры частицы. Показано, что при увеличении размера частицы данные зависимости стремятся к предельным, описывающим параметры частицы в объемной фазе. Сопоставление расчетных характеристик плавления наночастицы алюминия, полученных по модели молекулярной динамики и феноменологической, показало их неплохое соответствие по времени плавления.

Рассмотрена математическая модель саморазогрева дисперсных твердофазных смесей с учетом граничной кинетики формирования промежуточной фазы продукта. Показано, что с уменьшением отношения характерного времени диффузии к характерному времени реакции возможен переход из диффузионного режима в кинетический, что может приводить к изменению эффективной энергии активации синтеза и характера роста слоя продукта. Указанное изменение может быть обусловлено уменьшением масштаба гетерогенности смеси и отношения энергии активации реакции образования новой фазы к энергии активации диффузии. Разработана аналитическая модель твердофазной реакции в кинетическом режиме, на основе которой получены зависимости координат и скоростей границ растущего слоя от температуры.

Исследуется причина появления двух максимумов на кривой зависимости удельного импульса энергетической композиции при росте содержания в ней бороводородного компонента. Показано, что такие аномалии могут появиться при некоторых значениях энтальпии образования окислителя, при определенном содержании водорода в борсодержащем горючем и т. д. При повышении содержания бороводорода в композиции наступает момент, когда кислорода уже недостаточно для образования B₂O₃, и тогда избыточный бор начинает окисляться азотом до конденсированного нитрида бора. В определенных условиях это может привести ко второму локальному максимуму удельного импульса.

Представлены результаты экспериментального исследования структуры зоны реакции при стационарной детонации нитрометана, сенсибилизированного диэтилентриамином (ДЭТА). Концентрация ДЭТА изменялась в диапазоне 0.0125-15 %. Показано, что малые добавки ДЭТА приводят к качественному изменению характера течения в зоне реакции. После ударного скачка массовая скорость продолжает возрастать в течение примерно 10 нс, достигает максимума и только затем падает. При этом амплитуда химпика уменьшается на порядок. Отмеченные особенности объясняются разложением нитрометана, сенсибилизированного ДЭТА, во фронте ударной волны, что обусловлено резким увеличением начальной скорости реакции.

Представлены термическое и калорическое уравнения состояния орторомбической фазы азида серебра. Рассчитаны ударные адиабаты этого материала в виде зависимостей температуры от давления вдоль ударных адиабат материала при различной пористости, а также зависимость скорости ударной волны от массовой скорости. Расчеты проведены для давлений до 3 ГПа, температур 300-500 К, массовых скоростей до 0.4 км/с и начальной пористости 1-1.5. Обсуждается взаиморасположение ударных адиабат и линий равновесия полиморфных превращений азида серебра в обозначенной области термодинамических переменных.

На основе законов сохранения и уравнения Гюгонио выведено простое соотношение для предельного сжатия металлов, объем которых отвечает ультраплотной упаковке катионов. Предсказано, что металлы, предельно сжатые ударными волнами, будут обладать пониженной электронной проводимостью вплоть до уровня полупроводников. В случае поливалентных металлов их дальнейшее сжатие приведет к электронным переходам с повышением зарядов катионов.