Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлена математическая модель теплообмена и горения одиночной угольной частицы. Модель позволяет корректно определить время стадий реагирования и температуру угольной частицы в процессе ее воспламенения и горения. Приведены результаты расчета горения одиночных угольных частиц антрацита и бурого назаровского угля при различных концентрациях кислорода и температурах окружающей среды. Результаты экспериментов на огневом стенде при сжигании ирша-бородинского угля хорошо согласуются с результатами численного пространственного моделирования пылеугольного факела.

Предложена точечная математическая модель процесса горения наночастиц алюминия в смеси кислорода и азота. Явление моделируется в рамках однофазной задачи Стефана. Исследовано влияние давления газа и состава окружающей среды на время горения частиц. Проведена верификация модели по известным экспериментальным зависимостям времени горения от температуры и давления окружающей среды.

Проведено исследование закономерностей горения смесей титана с сажей насыпной плотности, помещенных в кварцевую трубку, при продуве засыпки азотом (спутная фильтрация). Поток азота обеспечивался фиксированным перепадом давлений на торцах засыпки, не превышающим 1 атм. Определена зависимость скорости горения от количества добавки нитрида титана к исходной смеси и от давления на торцах образца. Проведенные эксперименты показали, что при горении порошковой смеси Ti + 0.5С (сажа) в потоке азота помимо фронта карбидизации формируется фронт азотирования. Обнаружены и описаны различные режимы распространения фронтов карбидизации и азотирования. Предложена классификация режимов горения порошковой смеси Ti + 0.5С (сажа) в потоке азота.

Расчетным путем определены температурные зависимости ряда физико-химических свойств октогена: удельной теплоемкости жидкой фазы, изменения энтальпии при нагреве конденсированной фазы до заданной температуры, теплоты парообразования, давления насыщенных паров, коэффициентов диффузии пара в среде низкомолекулярных газов. Полученные данные использованы для расчета количества тепла, необходимого для прогрева конденсированной фазы до температуры поверхности горения в диапазоне 560÷900 К при различной глубине разложения. Приведен расчет теплоты реакции разложения октогена в условиях горения по известному составу продуктов реакции при давлении 1 бар. Представлены результаты экспериментального определения тепловых эффектов разложения октогена методом дифференциальной сканирующей калориметрии. По результатам расчетов и экспериментов сделано предположение о том, что при глубине разложения ≥0.6 тепловыделение в конденсированной фазе может обеспечить затраты тепла на прогрев и испарение октогена без теплоприхода из газовой фазы. Показано, что рассчитанные значения давления насыщенных паров октогена, более высокие по сравнению с представленными в литературных источниках, обеспечивают лучшее соответствие имеющимся экспериментальным данным по профилям концентрации паров октогена вблизи поверхности горения.

Построена и исследована математическая модель теплового взрыва в механоактивированной гетерогенной системе. Модель включает уравнения теплового баланса, химического превращения, динамики избыточной энергии в конденсированных веществах. Проведен анализ модели аналитическими методами. Получены соотношения, определяющие характеристики теплового взрыва. Точность аналитических оценок проверена численным моделированием.

Классические способы возбуждения детонации в объеме реагирующей смеси изучены достаточно хорошо, но не всегда приемлемы с точки зрения практической реализации. В работе исследовано влияние различных стадий перехода горения в детонацию в трубе малого диаметра на эффективность возбуждения газовой детонации при выходе в полуограниченное пространство. Описанные способы инициирования имеют важное значение для оценки рисков пожаро- и взрывобезопасности в быту и особенно на производстве.

Приведены результаты экспериментального исследования непрерывной спиновой и пульсирующей детонации водородовоздушной смеси в проточной кольцевой камере диаметром 306 мм с расширением сечения канала в режиме эжекции воздуха. При варьировании площади проходного сечения щели для подачи воздуха, количества и площади сечения отверстий в форсунках горючего, размера ресивера горючего и начального давления горючего определена область существования детонационных режимов в координатах <размер щели подачи воздуха — удельный расход водорода>. Для данной камеры и топлива установлена ширина щели подачи воздуха (10÷ 12 мм), при отклонении от которой область существования детонационных режимов сужается. Обнаружена необходимость установки уступа в тракте подачи воздуха. Также выяснено, что существует оптимальная геометрия отверстий форсунок, расширяющая область существования детонационных режимов. Грубое смешение водорода с воздухом, как и слишком быстрое их смешение, сужает область существования детонации. При увеличении расхода водорода установлена следующая последовательность процессов: горение переходит в продольную пульсирующую детонацию, затем в непрерывную спиновую, далее снова в пульсирующую и наконец в обычное горение. Проведены испытания длительной работы камеры без охлаждения.

Приведены результаты исследования работы импульсного детонационного реактивного двигателя с сужающимися-расширяющимися соплами различной конфигурации. В качестве горючего и окислителя использовались соответственно жидкий керосин и газообразный кислород, в качестве продувочного газа — азот. Частота рабочего цикла варьировалась в диапазоне 10$#0247;40 Гц. Изменение степени заполнения достигалось изменением длины двигателя. Эксперименты выполнены при давлении подачи реагентов и противодавлении, равных 1 атм. Установлено, что при степени заполнения 0.73 и частоте 40 Гц все исследованные сопла увеличивали эффективность работы двигателя. При этом при степени сужения сопла 5.325 и степени расширения 12 достигалось максимальное увеличение тяги — примерно 21%. Влияние частоты цикла на эффективность работы сопла оказалось незначительным. Установлено, что исследованные сопла со степенью сужения 5.325 уменьшали тягу двигателя при степени заполнения 0.29 и увеличивали ее при степени заполнения 0.37.

Выполнены расчеты структуры волны пузырьковой детонации в химически активной газожидкостной среде с послойно расположенными пузырьками. При учете в расчетах сжимаемости жидкости амплитуда пульсаций давления уменьшается и они смещаются к переднему фронту. Показано, что профиль волны слабо зависит от способа вычисления периода индукции химически активной смеси и способа учета теплопотерь. Проведено сопоставление расчетных и экспериментальных профилей давления волны пузырьковой детонации.

Анализируется современное состояние экспериментальной техники измерения электропроводности при сильном ударном сжатии. Рассматриваются переходы диэлектрик — полупроводник, диэлектрик (полупроводник) — металл, металл — металл (полупроводник). Обсуждаются реализованные разными авторами методы и схемы контактных и бесконтактных измерений для инертных и электрически активных сред. Углубленный анализ измерительных цепей, двумерное и трехмерное моделирование токов, полей и гидродинамического течения, переход от электротехнической к полевой электромагнитной модели и учет переходных электродинамических процессов позволили за последние годы значительно улучшить временное разрешение и расширить пределы регистрации проводимости при ударном сжатии. Характерной особенностью новых методик является решение дифференциального уравнения для электрической цепи или нахождение электропроводности из решения обратной краевой задачи для уравнения магнитной диффузии. В частности, таким способом решена задача регистрации электропроводности при переходах диэлектрик (полупроводник) — металл, известная с 1950-х годов. Обсуждаются трудности, ограничения и нерешенные задачи экспериментальной техники.