Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предложена математическая модель воспламенения частицы магния с учетом гетерогенной химической реакции, позволяющая найти конечную температуру частицы после воспламенения и учитывающая область теплового влияния частицы на газ. Найдено решение задачи в стационарном случае, что позволило дать классификацию тепловой истории системы частица + газ. Математическая модель согласована с экспериментальными данными по зависимости времени задержки воспламенения от давления газа и радиуса и зависимости предельной температуры от радиуса частицы и давления окружающего газа. В рамках данной математической модели выявлено также влияние размера газового слоя вблизи частицы на интегральные параметры воспламенения.

Исследован ряд аспектов численного моделирования структуры детонационных ячеек. Рассмотрены различные режимы детонации: от слабой до сильнонеустойчивой. Используемый подход основан на рассмотрении двумерных уравнений динамики невязкой жидкости с одностадийной химической реакцией. Проведена серия расчетов, направленных на установление требований, выполнение которых позволяет добиться высокой точности численного моделирования структуры детонационных ячеек. Основное внимание уделено изучению динамики фронта ударной волны и эволюции ячеистых структур. Проведено систематическое исследование влияния предэкспоненциального множителя, шага сетки, временного шага, длины расчетной области и граничного условия на выходе на ячеистую структуру и размер ячеек. Определен требуемый шаг численной сетки, и проведено его сравнение с различными масштабами длины, связанными со структурой стационарной детонационной волны Зельдовича — Неймана — Дёринга. Впервые предложено общее правило для выбора разрешающей способности сетки: для корректного моделирования структуры детонационных ячеек необходимо, чтобы минимум 5 точек сетки приходилось на зону тепловыделения соответствующей стационарной детонационной волны Зельдовича — Неймана — Дёринга.

Приведены результаты измерения температур начала быстрого разложения при нагревании девяти промышленных азокрасителей. Измерены энтальпии образования трех азокрасителей и рассчитаны параметры их взрывного превращения. Показано, что среднее отклонение значений температуры вспышки, рассчитанных с использованием кинетических параметров реакций распада и расчетных значений теплот взрыва азокрасителей, от экспериментальных составляет 4.5%.

Экспериментально исследовано инициирование слабопрессованных порошков азида свинца плотностью не более 1.2 г/см³ к действию лазерного излучения с длиной волны 1.06 мкм в широком диапазоне длительностей импульса (10^-5 ÷10^-3 с). Показано, что порог зажигания слабопрессованных образцов не изменяется с увеличением длительности лазерного импульса. Обнаружено, что в продуктах взрыва содержатся расплавленные частицы свинца, размеры которых на порядок больше размеров аналогичных частиц при взрыве образцов плотностью 4.0 г/см³.

Для ряда органических ВВ состава CHNO сопоставлены экспериментальные значения критического давления возбуждения взрыва с максимально возможными теплотами взрыва, являющимися энергетическими константами конкретных ВВ. Установлена корреляционная зависимость между этими величинами. Показано, что увеличение энтальпии образования молекул ВВ является главным фактором повышения технологической и эксплуатационной чувствительности. Указаны пути регулирования критического давления. Оценены предельные значения теплоты взрыва, исключающие практическое использование того или иного ВВ.

Рассмотрены механизмы структурообразования в процессе детонационно-газового нанесения покрытий из интерметаллических соединений TiAl₃ и Ni₃Al, полученных в равновесных и неравновесных режимах синтеза. Установлено, что при нанесении TiAl₃ наблюдается полная наследственность фазового состава независимо от режима синтеза. При нанесении Ni₃Al структура покрытия также не зависит от режима синтеза и состоит из двух фаз — Ni₃Al и NiAl, при этом кристаллическая структура изменяется по толщине покрытия. Сравнительные испытания на разрушение покрытий методом ударно-абразивного воздействия выявили преимущества покрытий из TiAl₃ по сравнению с покрытиями на основе Ni₃Al и на основе диборида титана.

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.