Главная – Журналы – Поиск по журналам

Численно исследован процесс теплообмена высокоскоростной недорасширенной турбулентной струи. Определены профили основных газодинамических и тепловых параметров: скорости, температуры, концентрации компонентов газовой смеси. Исследован процесс догорания высокоскоростной струи в воздухе. Установлены основные параметры, влияющие на этот процесс.

Сделан анализ работ по горению водорода при низких давлениях, уточняющий вклад в газофазную часть процесса каталитических реакций, протекающих на стенке реактора. Для объяснения противоречий, сохраняюшихся в ряде работ, предложена и проверена в эксперименте новая модель гетерогенной гибели активных центров реакции, согласно которой диффузионная область обрыва цепей реализуется в стандартных условиях опытов в вакуумном пламени гремучей смеси при давлении газа в реакторе в тысячу раз меньше, чем граничное давление, устанавливаемое предыдущими моделями, ниже которого диффузионная область обрыва цепей образоваться не могла.

Определены значения минимального давления зажигания паров ряда фторсодержащих мономеров и их смесей при использовании одного типа воспламенителя — спирали из молибден-рениевой проволоки. Энергия, подводимая к воспламенителю, подобрана так, чтобы ее было достаточно для поджигания чистого тетрафторэтилена при давлении 0.6 МПа и выше.

Предложен метод определения момента зажигания полубесконечного массива конденсированного вещества под действием внешнего теплового потока, задаваемого в виде произвольной функции времени. Метод основан на использовании формализма дифференцирования дробного порядка. Для «больших» значений теплового потока результаты расчетов совпадают с результатами, полученными известными методами.

Предложены две методики обработки результатов манометрических испытаний порохов: методика определения силы пороха, коволюма пороховых газов и зависимости степени сгорания заряда от давления, учитывающая теплообмен продуктов горения со стенками манометрической бомбы; методика определения линейного закона нестационарного горения в форме, обоснованной Я. Б. Зельдовичем. Показано, что учет теплопотерь необходим не только для установления силы пороха и коволюма, но и для определения закона горения.

Наличие защитного оксидного слоя, покрывающего частицы металлизированного топлива, препятствует их использованию в качестве высокоэнергетических топливных добавок. Ранее автором рассматривалось удаление оксидной пленки глобальным симметричным воздействием на частицу с помощью примесей активных химических компонентов в окружающей среде, сильного потока радиации или сильного сдвигового потока газа, способного вызывать интенсивное механическое напряжение поверхностного слоя. В настоящей работе показано, что нарушение симметрии приводит к различным сценариями воспламенения. Для жидкой оксидной пленки дестабилизация может быть обусловлена эффектом Марангони, который связан с продольным поверхностным напряжением и, таким образом, нарушает симметрию в продольном направлении. Термодинамическое состояние слоя описывается моделью тонкой пленки в приближении ползущего течения. Показано, что при воспламенении, описываемом на основе эффекта Марангони, происходит распространение трещин и разрывов в оксидном слое, что приводит к утончению слоя или даже его удалению. Для иллюстрации теории выбраны частицы бора, так как известны сложности с их воспламенением, затрудняющие использование бора в качестве топлива в двигателях. Показано, что при температуре окружающей среды ниже 1634 K оксидная пленка может быть приведена в неустойчивое состояние в результате возникновения трещин и разрывов вследствие того, что оксид бора имеет положительные числа Марангони. В предыдущих моделях воспламенения частиц бора принималось условие сохранения симметрии и тем самым исключалось наличие трещин и разрывов. Из-за этого ограничения для воспламенения бора получена критическая температура окружающей среды 1900 K. Так что значение 1634 K дает импульс для исследований и новых подходов к задаче воспламенения.

Исследованы процессы порообразования и фазовый состав продуктов при горении системы Ti—Si—Al—C. Определена структура образующихся в небольших количествах монокристаллов соединения Ti₅(Si,Al)₃С_0.6. Определены зависимости скорости горения и удлинения образцов от их плотности и давления газовой среды.

Исследованы процессы неизотермического окисления, азотирования и старения порошков алюминия различной дисперсности (нанодисперсные, АСД-1 и пудра ПАП-2). Нанесение неоксидных покрытий на частицы нанопорошков алюминия снижает их термостабильность. Благодаря чешуйчатым частицам пудра ПАП-2 после длительного хранения сохраняет высокую активность при окислении и азотировании, сравнимую с нанопорошком алюминия. Активность грубодисперсного порошка АСД-1, состоящего из сферических частиц, при окислении и азотировании низка и мало изменяется при старении.

Для описания задачи о разлете стратифицированной двухфазной смеси предложена математическая модель, учитывающая сжимаемость фаз. Определена волновая структура течения. Математическая модель верифицирована по зависимостям давления на фронте ударной волны и за волной сжатия, а также времени запаздывания от пространственной переменной.

Экспериментально показана возможность применения высоковольтного наносекундного разряда для инициирования детонации в газе. Эксперименты проводились в смесях C₃H₈ + 5O₂ и C₃H₈/C₄H₁₀ + 5O₂ + xN₂ (x = 0 ÷ 10) при начальном давлении 0.15 ÷ 0.6 атм. Разряд возбуждался импульсом напряжения длительностью ≈ 60 нс и амплитудой 4 ÷ 70 кВ, при этом энерговклад составлял 0.07 ÷ 12 Дж. В условиях эксперимента наблюдалось три режима распространения пламени: медленное горение, переходная детонация и детонация Чепмена — Жуге. При инициировании разрядом длина перехода горения в детонацию в трубе диаметром 140 мм в смеси C₃H₈ + 5O₂ составила 130 мм при начальном давлении 0.3 атм и энергии инициирования 70 мДж.