Ц.-М. Лю, Ч.-Х. Бай, В.-С. Дай, Л. Цзян
Государственная лаборатория взрывных процессов и технологий Пекинского технологического института Пекин 100081, Китай, qmliu@bit.edu.cn
Страницы: 82-91
Изучены и проанализированы параметры и стадии процесса перехода горения в детонацию (ПГД) в аэрозоле изопропилнитрата (ИПН). Наблюдалось формирование самоподдерживающейся детонационной волны, которой свойственны наличие поперечной волны и структура, характерная для спиновых волн. Определены длина области ПГД и размер шага спиральной траектории, по которой движется центр воспламенения в самоподдерживающейся спиновой детонационной волне. В процессе ПГД наблюдалось формирование волны ретонации. Обнаружены и проанализированы два режима распространения комплекса <ударная волна — зона реакций> в аэрозоле ИПН: высокоскоростного горения и самоподдерживающейся детонации. Изучено влияние концентрации аэрозоля на механизм распространения этого комплекса. Определена минимальная и оптимальная для возникновения ПГД концентрация аэрозоля ИПН. Измерены и рассчитаны скорость и избыточное давление самоподдерживающейся детонационной волны в диспергированном в воздухе ИПН.
М.-Ч. Гвак, Дж. Дж. Йох
Школа механического и аэрокосмического проектирования, Сеульский национальный университет 151-742 Сеул, Республика Корея, jjyoh@snu.ac.kr
Страницы: 92-99
Переход дефлаграции в детонацию сопровождается сильной волной давления, которая может неблагоприятно воздействовать на близлежащие элементы конструкции. Давление, создаваемое многократным детонационным импульсом, является достаточно сильным, чтобы вызвать поверхностную эрозию металла и скол края конструкции. В работе исследуется разрушительное воздействие детонации и на основе численного моделирования уравнений гидродинамики оценивается структурное повреждение медной форсунки угольного распыла в угольно-кислородной печи. Для совершенствования модели разрушения металлической форсунки при многократном воздействии детонационного импульса привлекаются экспериментальные данные.
А. В. Фёдоров, Д. А. Тропин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск fedorov@itam.nsc.ru, D.A.Tropin@yandex.ru
Страницы: 100-108
Исследуются условия подавления детонации путем введения инертных частиц в реагирующую газовую смесь, по которой распространяется детонационная волна. Определены картина детонационного течения и сценарий его подавления. Рассчитана минимальная длина облака частиц, которое полностью гасит детонационную волну. Исследовано влияние изменения объемной концентрации частиц в облаке на эффективность подавления детонации. Оказалось, что определяющим параметром является не столько масса частиц и градиент их объемной концентрации, сколько длина облака, на котором происходит гашение волны воспламенения/горения, образующейся при распаде детонационной волны. Показано, что для различных конфигураций распределения объемной концентрации частиц в облаке эта длина примерно одинакова.
Ф. А. Быковский1, С. А. Ждан1, Е. Ф. Ведерников1, Ю. А. Жолобов2 1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск bykovskii@hydro.nsc.ru 2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Страницы: 109-118
Приведены результаты экспериментального исследования непрерывной и пульсирующей детонации угольно-воздушной смеси с добавкой водорода в вихревых плоскорадиальных камерах диаметром 204 и 500 мм. Использовался измельченный древесный активированный уголь. Найден способ подачи угольного порошка через узкие каналы путем подмешивания газа на входе в форсунку. В камере диаметром 204 мм впервые реализованы устойчивые режимы непрерывной спиновой детонации с одной или двумя поперечными детонационными волнами со скоростью 1.8÷1.6 км/с. Частота пульсирующей детонации с радиальными волнами составляла 4÷4.8 кГц. В камере диаметром 500~мм расширены пределы непрерывной детонации: реализованы режимы непрерывной спиновой детонации, протекающие с большим количеством поперечных волн (5÷8), движущихся со скоростью 1.8÷ 1.5 км/с, снижено количество подмешиваемого к углю водорода до 2.8%, осуществлено сжигание более крупных частиц топлива благодаря увеличению времени пребывания смеси в камере. В плоскости камеры реконструированы структура волн и течение в их окрестности.
В. Е. Храповский1, В. Г. Худавердиев2, А. А. Сулимов1 1Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 119991 Москва khrapovsky@mail.ru 2Национальный исследовательский ядерный университет <МИФИ>, 115409 Москва vugarikkk@mail.ru
Страницы: 119-126
Экспериментально исследовано влияние формы частиц алюминия, плотности образцов, небольших добавок органического горючего (полиметилметакрилата) на возникновение и развитие конвективного горения в насыпных и подпрессованных смесях перхлората аммония с алюминием. Показано, что замена сферических частиц алюминия АСД-4 на чешуйчатые ПАП-2, увеличение плотности смеси выше определенного значения приводят к возрастанию минимальных длин образцов, при которых начинается конвективное горение и регистрируется его переход во взрывной режим. С введением небольших количеств (до 4%) полиметилметакрилата эта длина уменьшается.
Получен аналитический критерий зажигания конденсированного взрывчатого вещества коротким лазерным импульсом с гауссовым распределением энергии по сечению пучка с учетом зависимости коэффициента поглощения от температуры. Зависимость критической плотности энергии зажигания от радиуса пучка обусловлена радиальной составляющей теплоотвода из реакционного объема. Оценки критической плотности энергии лазерного импульса по критерию хорошо согласуются с результатами численного решения уравнения теплопроводности.
Проведено математическое моделирование каталитического мембранного реактора для термодинамически сопряженных процессов на примере эндотермического процесса дегидрирования пропана и экзотермического процесса горения (окисления) водорода. Теоретически показано преимущество использования мембранного реактора для увеличения выхода целевых продуктов за счет смещения равновесия. Исследовано влияние реакции горения водорода на основные характеристики эндотермического процесса дегидрирования. Реакция горения водорода позволяет дополнительно увеличить конверсию пропана и компенсировать энергетические затраты на проведение эндотермического процесса дегидрирования.
Принимая состояние в химпике детонационной волны в качестве исходного состояния для дефлаграционного горения за ударным фронтом волны, можно получить зависимость скорости горения от исходных параметров смеси. Установлено, что основное влияние на скорость горения оказывает начальная температура, зависимость от давления весьма слабая. Приведены расчетные данные для ряда смесей в диапазоне давлений 0.001÷100 атм и температур 200÷1800 К.
На основе диффузионно-кинетической модели рассмотрено горение частицы углерода в воздухе. Показано существование двух режимов горения: высокоскоростного и низкоскоростного. При высокоскоростном режиме горения кислород полностью потребляется в гомогенной реакции над поверхностью частицы и не достигает частицы, при этом потребление углерода осуществляется за счет реакции с диоксидом углерода. При низкоскоростном режиме горения кислород достигает поверхности частицы и реакция углерода с кислородом с образованием диоксида углерода происходит внутри пористой структуры частицы.
А. Е. Сидоров, В. Г. Шевчук
Институт горения и нетрадиционных технологий Одесского национального университета им. И. И. Мечникова, 65026 Одесса, Украина, incomb@ukr.net
Страницы: 24-28
Представлена простая кондуктивная модель ламинарного пламени в мелкодисперсных пылях, частицы которых горят в диффузионном режиме. В основу модели положено предположение о широких зонах горения в пылях, так что основной вклад в формирование теплового потока в предпламенную зону вносит тепло, выделяющееся на горящих частицах вблизи границы зоны горения и предпламенной зоны. Показано, что нормальная скорость пламени возрастает с уменьшением размера частиц и увеличением концентрации горючего и окислителя. Максимальные скорости достигаются при условии равенства объемных теплоемкостей твердой и газовой фаз, что соответствует концентрации горючего, в несколько раз превышающей ее стехиометрическое значение. Результаты расчетов подтверждены экспериментальными данными по зависимости нормальной скорости пламени от концентрации горючего для газовзвесей магния, алюминия, циркония, железа и бора.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
