Главная – Журналы – Поиск по журналам

Экспериментально исследован процесс синтеза ультрадисперсных алмазов из сплавов тротила с новыми полициклическими нитраминами. Использование нитраминов с кислородным балансом, меньшим, чем у гексогена, способствует повышению выхода ультрадисперсных алмазов. Показано, что увеличение дисперсности сенсибилизатора в сплавах с тротилом приводит к росту количества получаемых алмазов.

Проведено молекулярно-динамическое исследование термофлуктуационного формирования дефектов структуры в материалах с исходно идеальной кристаллической решеткой при высокоскоростных деформациях. Показано, что тепловые флуктуации могут быть причиной генерации дефектов структуры. При этом существует некоторое пороговое значение деформации, характеризующееся практически скачкообразным ростом областей с локальными структурными изменениями.

Представлены результаты численного моделирования ламинарного водородно-кислородного пламени с добавкой триметилфосфата при различных давлениях и составах горючей смеси. Расчеты проведены с использованием пакета программ PREMIX и CHEMKIN-II. Обнаружены промотирование пламени фосфорсодержащими добавками при субатмосферных давлениях и ингибирование при атмосферном давлении. Кинетический анализ показал, что за оба явления ответственны реакции каталитической рекомбинации. В случае субатмосферных давлений промотирующий эффект и его возрастание с увеличением концентрации добавки связаны с ростом температуры в зоне химических реакций в пламени, вызванным катализом реакций рекомбинации фосфорсодержащими соединениями. С увеличением концентрации добавки растут как скорость реакции разветвления H + O₂ = OH + O, так и скорость реакции обрыва цепей, однако превалирует рост скорости реакции разветвления, вследствие чего увеличивается скорость пламени. В случае пламен при атмосферном давлении, когда температура в зоне реакций близка к адиабатически равновесной, введение добавки приводит к увеличению скорости гибели активных частиц пламени и, как следствие, к падению скорости распространения с увеличением концентрации добавки.

Рассматривается механизм химических превращений в низкотемпературной зоне богатого пропановоздушного пламени. Показано, что при температурах 300 ÷ 700 К протекают интенсивные химические реакции с образованием конечных продуктов и уже при температуре 685 К концентрация воды достигает промежуточного равновесного значения. Определяющую роль в этой зоне фронта играет диффузия атомарного водорода из высокотемпературной зоны, а основными реакциями, приводящими к образованию воды, являются:H + O₂ + M ⇒ HO₂+M, HO₂ + HO₂ ⇒ H₂O₂ + O₂, H₂O₂ (+M) ⇒ 2OH (+M), C₃H₈ + OH ⇒ C₃H₇ + H₂O. Пропан реагирует с активными центрами более эффективно, чем молекулярный водород. Его первичные реакции обусловлены взаимодействием с радикалами ОН и НО₂. Получены аргументы, подтверждающие диффузионно-тепловую природу явления сверхадиабатических температур в пламенах богатых пропановоздушных смесей.

Представлены результаты моделирования структуры пламени HNF. На основе анализа литературных данных по термическому разложению и горению HNF сделан вывод о протекании процесса диссоциативного испарения HNF по каналу HNF_liq → (N₂H₄)_g + (HC(NO₂)₃)_g. При моделировании структуры пламени рассмотрен детальный кинетический механизм, состоящий из 47 компонентов и 283 элементарных реакций. Его составными частями являются механизмы разложения гидразина (N₂H₄)_g и тринитрометана (HC(NO₂)₃)_g (нитроформа, NF_g ), поступающих с поверхности горения по каналу диссоциативного испарения. В процессе моделирования рассмотрены различные каналы разложения NF_g с участием радикалов HC(NO₂)₂, HCNO₂, HC(O)NO₂. Расчеты структуры пламени HNF выполнены при давлениях 0.4, 1 и 5 атм с использованием данных по составам продуктов на поверхности горения, соответствующим развитой реакции в конденсированной фазе и согласованным с химическим составом и энтальпией образования HNF. Как следует из расчетов, газофазная реакция нитроформа с гидразином (и частично с аммиаком) обеспечивает в зоне пламени, прилегающей к поверхности горения, повышение температуры от ее значения на поверхности до ÷ 1300 К. Дальнейший рост температуры в пламени связан с реакцией в смеси H₂O/N₂/N₂O/NH₃/NO/NO₂/HNO₂/CO/CO₂/HCNO/HCN. Результаты расчетов сопоставлены с экспериментальными данными по тепловой и химической структуре пламени HNF.

Измерены скорости горения гексогена и профили температуры в волне при широкой вариации давления и начальной температуры. Найдены параметры волн горения. Показано, что газовая фаза гексогена имеет однозонную структуру. Существует два режима горения гексогена: основной, при p>0.1 МПа, и особый, при p ≤ 0.1 МПа. Получены основные характеристики этих режимов и области волны, главным образом определяющие скорость горения. Оба режима характеризуются широкими зонами реакции в газовой фазе. На горящей поверхности процессы испарения и разложения конденсированной фазы протекают одновременно. Оценена доля термического разложения в реакционном слое этой фазы. Найдены законы газификации (пиролиза) гексогена в волне горения, которые оказались такими же, как и для октогена. Получены распределения скорости тепловыделения в волне горения — в реакционном слое конденсированной фазы и в газовой фазе. Измерена чувствительность скорости горения к начальной температуре.

Дан краткий обзор методов модификации металлического горючего для смесевых твердых топлив, включая нанесение покрытий на частицы алюминия (капсулирование). Сформулированы требования к материалу покрытий. Посредством термодинамических расчетов показано, что некоторые фторсодержащие покрытия понижают содержание конденсированной фазы в продуктах сгорания топлива без уменьшения удельного импульса. Предложена математическая модель воспламенения одиночной капсулированной частицы. Расчетами установлено уменьшение времени воспламенения частицы алюминия с фторсодержащим покрытием.

Установлено, что при взаимодействии компонентов в системе Si—C—N₂ в режиме горения можно получить композит Si₃N₄/SiC с массовым содержанием SiC 5 ÷ 60% и доминирующим содержанием β-модификации нитрида кремния. Выявлено, что путем разбавления исходной смеси конечными продуктами можно повысить долю α-Si₃N₄, однако это приводит к появлению некоторого количества непрореагировавшего кремния в продуктах. Показано, что применение химической активации позволяет в одностадийном режиме получить композит Si₃N₄/SiC с любым содержанием индивидуальных компонентов (от 0 до 100%), а также чистый карбид кремния.

Задача о распространении стационарного фронта превращения в вязкоупругой среде решается методом сращиваемых асимптотических разложений в приближении малых деформаций. Предполагается, что поток тепла удовлетворяет закону Фурье, а компоненты тензоров напряжений и деформаций связаны соотношениями Максвелла, включающими сдвиговый коэффициент вязкости. Найдены температура продуктов и скорость распространения стационарного фронта реакции. Решение задачи получено для предельных случаев малого и большого времени релаксации вязких напряжений. Показано, что в модели существуют различные режимы распространения фронта реакции, как и в связанных моделях твердофазного горения для термоупругого тела, а вязкие напряжения вносят дополнительные особенности.

Выполнены дилатометрические исследования при фронтальном горении в воздушной среде прессованных образцов состава 3Cu—Al. Полученные результаты сопоставлены с данными по структурным превращениям, происходящим в горящих образцах того же состава. Предложен неравновесный механизм процессов, протекающих в горящих и остывающих образцах. Проанализированы причины изменения размеров образцов при их горении.