Главная – Журналы – Поиск по журналам

Обобщены результаты исследования детонационных процессов в конденсированных взрывчатых веществах, полученные с помощью развиваемых методов, основанных на использовании синхротронного излучения. Приведены параметры использованного пучка, описаны элементы созданной станции и измерительного комплекса. Представлены данные о распределении плотности во фронте детонации ряда взрывчатых веществ и определены значения параметров в пике Неймана и точке Жуге. Дано описание метода восстановления полного набора газодинамических характеристик (полей плотности, вектора массовой скорости и давления) по измеренной в эксперименте динамике рентгеновской тени исследуемого течения. Приведены результаты его применения для исследования детонации заряда пластифицированного ТАТБ. Описана методика измерения малоуглового рентгеновского рассеяния в процессе детонационного превращения. На основе полученных по этой методике результатов для ряда взрывчатых веществ с избыточным содержанием углерода проанализирована кинетика конденсации свободного углерода и динамика среднего размера формирующихся при этом наночастиц.

Приведены результаты исследования быстропротекающих гидродинамических процессов методом импульсной протонной радиографии на базе протонного синхротрона У-70 ИФВЭ. Физическая установка для протонной радиографии с максимальной энергией протонного пучка до 70 ГэВ и интенсивностью до 1.5·10¹³ протонов за цикл обеспечивает регистрацию в одной проекции до 29 кадров с минимальным межкадровым временным промежутком 165 нс. Поле регистрации в настоящий момент составляет в диаметре ≈60 мм, с перспективой увеличения до 250 мм. Длительность банча (протонного сгустка) равна 20÷30 нс и может быть снижена до 10÷15 нс. С 2004 г. и по настоящее время РФЯЦ-ВНИИЭФ совместно с ИФВЭ проводит на данной установке статические и динамические эксперименты по исследованию: процессов возбуждения и распространения детонации в конденсированных взрывчатых веществах; распространения ударных волн в инертных материалах; гидродинамических неустойчивостей в металлах; динамического деформирования и разрушения оболочек и пластин; откольных разрушений; формирования кумулятивных струй и их взаимодействия с преградами; других прикладных задач физики взрыва. Созданный учеными РФЯЦ-ВНИИЭФ и ИФВЭ протонный радиографический комплекс на базе ускорителя У-70 является уникальным инструментом для исследования быстропротекающих процессов. Метод протонной радиографии открывает перед российскими исследователями новые возможности: многокадровая регистрация, практически неограниченная толщина исследуемых объектов, высокое пространственное разрешение, огромный динамический диапазон регистрации.

Описан метод измерения параметров ударно-волновых и детонационных процессов с использованием микроволновых интерферометров. Приведено описание методики постановки экспериментов и способа обработки экспериментальных данных. Рассмотрены примеры экспериментальных исследований, выполненных с использованием радиоинтерферометра трехмиллиметрового диапазона.

Экспериментально и методом численного моделирования исследовался нижний концентрационный предел распространения пламени углеводородовоздушных смесей. Моделирование с использованием детального механизма химических реакций показало, что результаты расчетов с хорошей точностью описывают данные экспериментов по влиянию паров воды на бедный концентрационный предел горения смеси углеводородов с воздухом. Наличие паров воды в малых концентрациях в исходной смеси не влияет на нижний концентрационный предел распространения пламени, в то же время существенно меняет скорость свободного распространения пламени.

Приведены результаты экспериментального исследования горения пропан-бутана и метана с воздухом на насадках, составленных из пористого материала с размером пор ≈0.35 мм и из ячеисто-пористого материала с размером пор ≈3 мм при расположении зоны горения на стыке материалов. Сравнение состава продуктов и полноты сгорания с результатами расчетов равновесных составов, выполненных в диапазоне коэффициентов избытка воздуха α = 0.4÷2.5 показало существенное отклонение опытных данных от равновесных значений (меньшее содержание Н₂ и NO, большее значение соотношения СО/СО₂, повышенная полнота сгорания при α = 0.6#0247;0.7 и пониженная в районе стехиометрии), связанное с интенсивным отводом тепла излучением и радиационной закалкой состава продуктов.

Получено аналитическое решение задачи о тепловом взрыве кольцевого слоя для двух случаев: 1) внутренний цилиндр теплоизолирован, через поверхность внешнего цилиндра осуществляется теплообмен с окружающей средой по закону Ньютона; 2) внешний цилиндр теплоизолирован, через поверхность внутреннего цилиндра осуществляется теплообмен по тому же закону. При различных значениях критерия Био построена зависимость критического значения параметра Франк-Каменецкого от отношения радиуса внутреннего цилиндра к радиусу внешнего цилиндра. Рассмотрены предельные случаи, когда это отношение стремится к нулю и к единице.

Разработан новый подход, позволяющий осуществлять горение в слабоэкзотермических смесях Cr/B и Cr/Ti/B и получать литую боридную керамику. Этот подход основан на стимулировании горения систем Cr и Ti с бором высокоэкзотермической смесью пероксида кальция с алюминием. Изучены закономерности горения гибридных смесей Cr/Ti/B/CaO₂/Al и динамика их химического превращения в волнах горения, предложен механизм процесса.

Катализатор окисления СО (CuO—CeO₂/стеклоткань был приготовлен методом поверхностного самораспространяющегося термосинтеза. В процессе синтеза образцов (CuO—CeO₂/стеклоткань варьировали содержание активных компонентов (CuO—CeO₂ и топливной добавки, а также условия проведения термосинтеза. Изучено влияние природы топливной добавки и солей— предшественников активных компонентов, а также их соотношения на протекание реакции твердофазного горения. Полученные катализаторы были исследованы при помощи сканирующей электронной микроскопии и метода рентгенофазового анализа in situ с временным разрешением и использованием синхротронного излучения.

Описаны эксперименты по исследованию химического взаимодействия образцов породы, содержащей кероген, с потоком атмосферного воздуха. Размельченная порода помещалась в проточный реактор с регулируемой температурой нагрева. Наличие взаимодействия породы с кислородом воздуха регистрировалось газоанализатором по изменению относительных концентраций молекул О₂ и СО₂ в газовом потоке на выходе из реактора. Измерения проводились в области температур 450÷650 К. Найдена нижняя граница температуры 480 К, при которой еще наблюдалось изменение состава газа. Проведена оценка изменения химической активности слоя породы в предположении реакции первого порядка по концентрации окислителя, получено значение энергии активации процесса 12 ккал/моль.

Экспериментально исследована структура меди после высокоскоростного нагружения до давления 20÷80 ГПа со скоростью деформирования 10⁵÷10⁹с^-1. Выше значений 20 ГПа и 10⁶ с^-1 деформационные двойники группируются в пакеты, которые в оптическом микроскопе видны как параллельные полосы локализованной деформации внутри отдельных зерен. Количество полос в структуре растет с увеличением размера зерна, скорости деформирования, с понижением температуры образца и увеличением времени нагрузки вещества. Характерное время формирования двойниковых полос в меди оценивается в 0.3 мкс.