В. Ф. Проскудин, П. Г. Бережко, Е. Н. Беляев, В. Н. Тараканов, П. Е. Половинкин, А. Г. Лещинская
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607190 Саров, proskudin@dep19.vniief.ru
Страницы: 15-23
С использованием пассивного зонда, регистрирующего накопление сигналов «электрического шума» пламени при горении водородовоздушных смесей, установлено, что внутри концентрационных пределов интенсивного горения этих смесей, составляющих примерно 18÷60 об. % водорода и обусловленных особенностями механизма взаимодействия в горящих смесях, наблюдается существенное повышение степени ионизации пламени.
Из краткого обзора опубликованных моделей горения энергетических веществ следует, что значительная часть усилий при моделировании направлена на более точное описание процессов в газовой фазе. При этом часто неявно предполагается, что ведущая роль принадлежит газовой фазе. В то же время появляются все новые аргументы в пользу ведущей роли процессов в конденсированной фазе для ряда наиболее употребительных гомогенных топлив в ракетном диапазоне давлений. Однако сохраняются серьезные проблемы в моделировании таких режимов горения. Предложен вариант решения этих проблем.
Рассмотрена модель горения гетерогенных конденсированных смесей, содержащих химически активные частицы, разделенные инертным теплопроводящим веществом. Подробно исследовано распространение реакции по одномерной периодической системе точечных очагов, соединенных инертными тепловыми мостиками. Определена зависимость скорости горения от основных параметров системы, исследована устойчивость стационарного режима горения. Показано, что существует область параметров, в которой процесс распространения реакции неустойчивый. Исследовано горение системы в области неустойчивости. Показано, что при уменьшении адиабатической температуры системы процесс распространения реакции многократно теряет устойчивость, при этом существующий нестационарный режим сменяется новым, более сложным, и смена режимов в рассматриваемых системах всегда происходит в виде бифуркации удвоения периода. Начиная с некоторого значения адиабатической температуры системы процесс распространения реакции становится стохастическим. В рассмотренных системах существует предельное значение адиабатической температуры, ниже которого самостоятельное распространение реакции в системе невозможно.
Е. А. Бойко, С. В. Пачковский, Д. Г. Дидичин
Красноярский государственный технический университет, 660074 Красноярск, boikoe@fivt.krasn.ru
Страницы: 55-65
Предложена экспериментально-расчетная методика оценки степени термохимического превращения твердых органических топлив, основанная на использовании методов комплексного термического анализа и математического моделирования. В основу методики обработки данных термогравиметрического эксперимента и описания математической модели положена единая расчетная схема материальных балансов и кинетических процессов выгорания натуральных углей. Получено удовлетворительное количественное соответствие экспериментальных и численных результатов.
В. И. Зинченко, В. В. Несмелов*, В. Д. Гольдин*
Томский государственный университет, 634050 Томск *НИИ прикладной математики и механики при Томском государственном университете, 634050 Томск vdg@ctc.tsu.ru
Страницы: 66-72
Проведено исследование процессов термического разложения теплозащитных материалов на основе фенолформальдегидной смолы и углеродной ткани с различным содержанием компонентов. Предложены физическая и математическая модели его описания. Показано, что унос массы углепластиков определяется процессами термической деструкции в веществах, входящих в композицию, и может быть описан единой кинетической схемой с заданным набором термокинетических констант. Прогнозирование уноса массы материалов осуществляется решением системы обыкновенных дифференциальных уравнений с учетом массового соотношения компонентов в композиционном материале.
Термографическим и рентгенофазовым методами исследован процесс высокотемпературного синтеза интерметаллических композиционных материалов на основе алюминида никеля Ni3Al, проходящий в режиме теплового взрыва порошковой смеси чистых элементов с инертным наполнителем. Исследовано влияние инертного компонента на фазовый состав конечного продукта реакции синтеза. Предполагается, что конечный продукт образуется путем реакционной диффузии на стадии остывания термореагирующей порошковой системы. Проведены оценки термокинетических постоянных процессов формирования фаз NiAl и Ni3Al. Определены области оптимальных режимов высокотемпературного синтеза интерметаллического соединения Ni3Al.
Предложена сопряженная физико-математическая модель, описывающая процессы воспламенения и детонационного горения газовзвеси частиц угольной пыли. Модель основана на представлениях двухскоростного двухтемпературного континуума механики гетерогенных сред c учетом приведенных реакций пиролиза, горения летучих и горения коксового остатка. Верификация проведена с использованием известных экспериментальных данных по зависимостям скорости детонации от начальной концентрации дискретной фазы и времени задержки воспламенения от числа Маха проходящей ударной волны. Анализ процесса воспламенения газовзвеси битуминизированного угля в ударных волнах показал, что стадия воспламенения протекает в условиях как температурной, так и скоростной неравновесности. Установлено влияние нагрева частицы за счет температуры торможения на динамику выхода летучих и время задержки воспламенения. Приведены примеры расчета структур течения за ударными и детонационными волнами с учетом стадии воспламенения.
На примере двух взрывчатых смесей типа окислитель — горючее рассматривается вопрос о влиянии химических реакций между компонентами смеси на критические параметры возбуждения взрыва при ударе. Показано, что вклад реакций межмолекулярного взаимодействия в энергетический баланс смеси возрастает с величиной кислородного баланса окислителя. Соответственно увеличивается уровень чувствительности смеси к удару.
А. А. Букаемский, Н. А. Соседов, Л. С. Тарасова
Научно-исследовательский физико-технический институт КГУ, 660036 Красноярск buksir@nifti.krasnoyarsk.ru
Страницы: 110-119
Предложен метод изучения последовательности фазовых переходов в порошковых материалах при ударно-волновом воздействии. Показано, что в системе «гидрооксид — оксид алюминия» последовательность фазовых превращений при ударно-волновом воздействии следующая: байерит → бемит → γ-Al2O3 → α-Al2O3. Установлено отсутствие переходных высокотемпературных модификаций оксида алюминия. Разработан способ получения субмикронного порошка оксида алюминия, позволяющий получать материал с контролируемым фазовым составом, в том числе в термодинамически стабильной α-модификации Al2O3. Исследованы особенности морфологического строения, фазовые и структурные характеристики порошков после ударно-волнового воздействия.
Рассмотрено явление усиления магнитного поля в инерционно удлиняющихся металлических кумулятивных струях, формируемых при взрыве кумулятивного заряда с предварительно созданным в его облицовке аксиальным полем. Усиление связано с проявлением эффекта «вмороженности» магнитного поля в проводящую среду и происходит вследствие деформирования материала струи с удлинением его частиц вдоль линий магнитной индукции. В рамках модели цилиндрического равномерно удлиняющегося несжимаемого проводящего стержня установлен характер изменения поля в элементах струи в зависимости от магнитного числа Рейнольдса, определяемого электросопротивлением материала, начальными скоростью осевого деформирования и радиусом элемента. В высокоградиентных медных кумулятивных струях магнитное поле в процессе растяжения может усиливаться более чем в пять раз. Показано, что совместное проявление силовых и термических факторов, сопутствующих усилению поля в материале струи, способно привести к ее разрушению с радиальным рассеянием частиц материала.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
