Главная – Журналы – Поиск по журналам

Наноструктурный поликристаллический диоксид титана получен в процессе газовой детонации и пирогидролиза. В качестве сырья использован тетрахлорид титана (TiCl₄) в газовой фазе, а в качестве источника энергии — предварительно смешанные газы O₂ и H₂. Продукты представляют собой смесь кристаллов TiO₂, находящегося в фазе рутила (80%) и анатаза (20%).

Разработаны расчетные и экспериментальные методы моделирования (с использованием действия взрыва и удара) волновых процессов в стенках взрывной камеры импульсных ядерных энергетических установок при воздействии мощного рентгеновского излучения. Как показывает сравнение, экспериментальные и расчетные параметры ударных волн при взрывном и ударном нагружениях различных материалов удовлетворительно согласуются между собой. Разработанными методами проведено исследование поведения жидкой теплозащитной пленки Li₁₇Pb₈₃ на стенке взрывной камеры, когда импульс отдачи, вызванный испарением, является основным фактором нагрузки. Рассмотрены возможности снижения взрывных нагрузок на стенки.

Исследованы процессы нитридообразования при горении в воздухе в режиме СВС микронного порошка титана и его смесей с добавками. Показано, что выход TiN, полученного при горении порошка Ti в воздухе, выше, чем при горении в азоте в режиме СВС порошков той же дисперсности. Механизм образования TiN определяется, вероятно, реакцией промежуточного продукта TiO с азотом воздуха.

Чтобы изучить причины образования сверхравновесных концентраций радикалов, совместно рассматривались экспериментальные данные по распределению молекул СН и ОН при диффузионном горении этанола и данные по переносу тепла в области химического реагирования. В опытах с горением в окрестности лобовой точки сферы скорость воздушного потока 0.7 м/с, в случае обтекания плоской поверхности она составляла 10 м/с (степень турбулентности 1 и 18 %). Проведен анализ взаимного расположения особенностей в распределении скорости тепловыделения и температуры, которые сопоставлялись с данными по распределению радикалов ОН и СН. Для всех рассмотренных уровней турбулентности и скорости обтекания максимальная концентрация радикалов достигалась на границах области тепловыделения, положение которых определяется механизмами молекулярного переноса. Показано, что этот вывод применим к опытным данным по диффузионному горению затопленной струи водорода в воздухе.

Предложена математическая модель, позволяющая рассчитать амплитуду вынужденных колебаний давления в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя, вызванных периодическим изменением площади критического сечения сопла с учетом акустических свойств зоны горения. Приведены результаты расчетов для ряда частных случаев.

Выполнена экспериментальная проверка возможности реализации схемы газогенератора, в котором процесс тепловыделения регулируется подачей газообразного окислителя. В качестве горючего использовались газообразный водород, жидкий бензин и твердый уротропин (сухой спирт). Показано, что при горении различных видов горючего работа газогенератора предлагаемой схемы является устойчивой, давление в камере сгорания газогенератора не превышает давление подачи окислителя и четко соотносится с изменением расхода окислителя. Расчеты по квазистационарной модели позволили определить все параметры процесса, включая те, которые не измерялись в эксперименте. В частности, установлено, что температура продуктов сгорания составляет 600Г÷1900 К, а из газогенератора выходит высокотемпературная смесь, содержащая непрореагировавшее горючее (коэффициент избытка воздуха α= 0.55Г÷2.30).

Методом зондовой молекулярно-пучковой масс-спектрометрии исследована химическая структура пламени октогена при горении в воздухе при давлении 1 атм. Вблизи поверхности горения впервые зарегистрированы пары октогена. Всего в пламени октогена идентифицировано 11 веществ (H₂, H₂O, HCN, N₂, CO, CH₂O, NO, N₂O, CO₂, NO₂ пары октогена) и измерены профили их концентраций. Характер горения октогена нестабильный. На профилях концентраций веществ зарегистрированы периодические пульсации, связанные с изменением скорости горения октогена. Структура пламени октогена на различных расстояниях до поверхности горения определена с использованием среднего значения скорости горения. Выделены две основные зоны химических реакций в пламени. В первой зоне шириной ≈0.8 мм, прилегающей к поверхности горения, происходят разложение паров октогена и реагирование NO₂, N₂O и CH₂O с образованием HCN и NO. Во второй зоне шириной ≈0.8Г÷1.5 мм идет реакция окисления HCN оксидом азота с образованием конечных продуктов горения. Проанализирован состав конечных продуктов горения. Установлена брутто-реакция газификации октогена при давлении 1 атм. Проведены анализ и сравнение величин тепловыделения в конденсированной фазе, рассчитанных с помощью брутто-реакции газификации и уравнения теплового баланса на поверхности горения (с использованием литературных данных микротермопарных измерений).

Впервые проведено исследование закономерностей фильтрационного горения слоевой пористой засыпки, состоящей из чередующихся слоев смеси Ti+0.5C и титанового порошка при вынужденной спутной фильтрации азота. Протекание газа через образец обеспечивалось вакуумным насосом, подсоединенным к нижнему торцу засыпки. Наличие спутного потока газа кардинально меняет характер распространения фронта горения, структуру и состав получаемых продуктов. Слои, состоящие из карбонитрида и нитрида титана, составляют единое целое. Проведенные эксперименты закладывают научные основы для получения новых слоистых и композиционных керамических материалов в режиме динамического фильтрационного горения.

Представлена методика исследования эволюции монодисперсных частиц методом гашения/отбора, основанная на сопоставлении параметров совокупности частиц до и после горения. Для создания горящих 100-микронных алюминиевых агломератов использовали включения металлизированного топлива в форме цилиндров ∅130Г—150 мкм, внедренные в безметалльное топливо. В экспериментах со 100-микронными частицами алюминия последние также были внедрены в безметалльное топливо. Описаны процедуры гранулометрического и морфологического анализов частиц, определения их плотности, расчетов времени горения и времени пребывания в пламени.

Методом гашения/отбора исследована эволюция монодисперсных 100-микронных алюминиевых агломератов и сплошных частиц в пламени продуктов горения смесевого топлива при давлениях 0.7Г÷8 МПа. Время пребывания частиц в пламени варьировалось в диапазоне 6Г÷170 мс, тогда как расчетное время их горения ≈25 мс. Эволюция горящей частицы связана с расходованием металлического алюминия и накоплением оксида в форме колпачка, который после полного выгорания алюминия трансформируется в финальную сферическую частицу оксида. Измерена плотность финальных частиц оксида. Определено соотношение диаметров и масс начальной частицы металла и финальной оксидной частицы. Путем сравнения начального количества частиц металла и финальных частиц оксида получены данные о фрагментации частиц при горении. Существенных различий в исследованных характеристиках горения агломератов и сплошных частиц размером 100 мкм не выявлено. Установлено, что чем меньше размер горящей частицы, тем меньше оксида накапливается на частице и тем больше его уносится в виде оксидного дыма. Для 100-микронных частиц доля накопленного оксида составляет ≈0.1 от всей массы образованного оксида.