И. А. Заев, И. А. Кириллов
РНЦ "Курчатовский институт", 123182 Москва, zaev@8ka.mipt.ru
Ключевые слова: детонация, мягкое инициирование, волна спонтанного воспламенения, химическая кинетика, характеристики
Страницы: 72-80
Развит подход к описанию формирования и распространения малых газодинамических возмущений в пространственно неоднородной самовоспламеняющейся среде для произвольной кинетики химических реакций. Выведено асимптотическое уравнение, описывающее изменение амплитуды газодинамических возмущений вдоль характеристики, и указаны условия, когда оно применимо. Показано, что волна спонтанного пламени Зельдовича является естественным нулевым приближением к решению уравнений газодинамики. Предложен метод определения точки в пространстве, где происходит формирование ударной волны.
А. А. Васильев, А. В. Пинаев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск Gasdet@hydro.nsc.ru, avpin@ngs.ru
Ключевые слова: детонация, горение, конденсация углерода, сажа, нанотрубки, фуллерены, фракталы
Страницы: 81-94
Представлены расчетные и экспериментальные результаты исследований образования углеродных кластеров при распространении волн горения и детонации в обогащенных ацетиленокислородных и ацетиленовоздушных смесях. Эксперименты проведены в трубах различного диаметра (в том числе — заполненных пористой средой) при широком варьировании начального давления и соотношения горючее — окислитель. Обнаружено большое разнообразие углеродных кластеров, образующихся при различных режимах сгорания смеси. Характерный размер частиц сконденсированного углерода 15÷100 нм. При детонации в пористой среде размер углеродных частиц 15÷45 нм, в некоторых опытах образуются отдельные крупные фуллереноподобные частицы размерами 150, 400 и 950 нм. Установлено, что доля конденсированного углерода по отношению к общему количеству углерода в исходной смеси зависит от типа волн, при этом детонация характеризуется минимальным "выходом" конденсата. Количество конденсата возрастает при увеличении концентрации ацетилена в смеси и начального давления. Размеры углеродных частиц при горении больше, чем при детонации. Охлаждение продуктов реакции замедляет конденсацию и останавливает рост углеродных частиц.
Ф. А. Быковский, С. А. Ждан, Е. Ф. Ведерников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, bykovs@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: непрерывная спиновая детонация, камера сгорания, поперечные детонационные волны, структура течения, математическое моделирование
Страницы: 95-108
Проведено расчетно-экспериментальное исследование непрерывной спиновой детонации смеси Н2—О2 в кольцевой камере сгорания с подачей компонентов топлива через форсунки. В кольцевой камере диаметром 4 см с расширением канала осуществлено сжигание газовой водородокислородной смеси в режиме непрерывной спиновой (вращающейся) детонации. При варьировании расходов компонентов смеси и противодавления внешней среды исследована структура течения. В двумерной нестационарной газодинамической постановке задачи при соответствующих экспериментам геометрических параметрах камеры численно исследована динамика поперечной детонационной волны. Получено удовлетворительное соответствие с экспериментами по форме детонационных фронтов, скорости детонации и высоте фронта волны. Определена оптимальная длина начала расширения канала, обеспечивающая максимальный удельный импульс при спиновом детонационном режиме.
А. В. Фёдоров, Т. А. Хмель
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск; khmel@itam.nsc.ru
Ключевые слова: газовзвеси, ячеистая детонация, численное моделирование
Страницы: 109-120
Методами численного моделирования и акустического анализа исследуется влияние полидисперсности на формирование ячеистой гетерогенной детонации в газовзвесях частиц алюминия и кислорода. Установлено влияние состава на характер и размер формирующихся ячеистых структур. Обнаружено частичное и в некоторых случаях полное вырождение ячеистой детонации в бидисперсных взвесях в плоскую детонационную волну. Данные численных расчетов согласуются с результатами акустического анализа стационарных детонационных структур бидисперсных взвесей. Аналогичный анализ для трех- и пятифракционных смесей указывает на затруднительность формирования ячеистой детонации при значительной дисперсии частиц.
В. В. Сильвестров1,2, А. В. Пластинин1, С. М. Караханов1, В. В. Зыков1 1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, silver@hydro.nsc.ru 2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: эмульсионное ВВ, критический диаметр, критическая толщина
Страницы: 121-127
Для высокодисперсного эмульсионного ВВ определена зависимость скорости детонации D от диаметра цилиндрического заряда d и толщины плоского слоя Δ. Показано, что рассматриваемое эмульсионное ВВ имеет небольшие значения критических диаметра (dcr ≈ 5 мм) и толщины (Δcr ≈ 2) мм. В соответствии с теорией "кривого фронта" выполняется соотношение D(d) ≈ D(2Δ), а отношение dcr/Δcr составляет 2.4÷2.5.
А. В. Дубовик, А. В. Аполенис, В. Э. Анников, Е. И. Алешкина
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047 Москва a-dubovik@mail.ru
Ключевые слова: взрывчатый состав, чувствительность к удару, детонационная способность
Страницы: 128-132
Выполнены исследования чувствительности к удару и детонационной способности водосодержащих взрывчатых составов на основе мощных взрывчатых веществ гексогена и октогена. Установлена связь между параметрами, характеризующими соответствующие типы взрывных испытаний. Найдены рецептуры составов с приемлемыми для практики показателями чувствительности, мощности и детонационной способности.
М. П. Бондарь
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, bond@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: динамическое нагружение, механизм деформирования, разнозернистые материалы, наноматериал, микроструктура
Страницы: 133-138
Исследованы особенности развития деформационных процессов в мелкозернистой меди в условиях градиентных динамических напряжений, позволяющих с большой достоверностью определить их механизм. Показано, что наблюдаемое в экспериментах резкое изменение свойств материалов с размером зерен меньше некоторого критического значения связано с межзеренным проскальзыванием в процессе деформирования. Установлено, что материалы с размером зерна 5÷50 мкм обнаруживают свойства, характерные для наноматериалов при изменении скорости деформации от 104 до 3 ⋅106 с-1.
В. Е. Козлов, А. М. Старик, Н. С. Титова
Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова, 111116 Москва, star@ciam.ru
Ключевые слова: водородовоздушная смесь, синглетный кислород, ламинарное пламя
Страницы: 3-12
Анализируется возможность увеличения скорости распространения ламинарного пламени в водородовоздушной смеси при возбуждении молекул O2 в синглетное состояние a1Δg. Показано, что наличие в кислороде 10% молекул O2(a1Δg) приводит к заметному (до 50%) ускорению выгорания смеси. При этом увеличивается температура продуктов сгорания, а также концентрации H2O, NO и других компонентов смеси. Наибольшее влияние молекул O2(a1Δg проявляется при горении бедных смесей, наименьшее — богатых. Обусловлены эти эффекты интенсификацией цепного механизма при наличии в водородовоздушной смеси сверхравновесного количества возбужденных молекул O2(a1Δg).
М. Е. Топчиян
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, topch@hydro.nsc.ru Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: водородовоздушная смесь, состав и энтальпия продуктов горения, полнота сгорания, химическое равновесие по реакциям обмена
Страницы: 13-20
Проведен анализ принципиальной возможности приближенного восстановления химического состава при горении водородовоздушной смеси в конце тракта гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя по неполным данным эксперимента (измерениям концентрации радикала ОН и температуры) в предположении детального химического равновесия по реакциям обмена. В этом приближении получена замкнутая алгебраическая система уравнений, в которую входят концентрация радикала ОН и температура. Создана программа для численного решения этой системы с целью приближенного определения полноты реакции по измерениям температуры и концентрации радикала ОН. Для тестирования модели использованы результаты точного термодинамического расчета состояния Жуге и пересжатых волн для стехиометрической смеси водорода с воздухом и различных смесей с кислородом. В диапазоне давлений 0.2÷500 атм и температур 2500÷3500 К данный метод позволяет восстанавливать молекулярную массу и тепловыделение с точностью, достаточной для газодинамических расчетов.
Н. А. Какуткина
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, kktk@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: фильтрационное горение, монотопливо, горение жидкости, горение газа в трубке
Страницы: 21-30
Предложена одномерная двухтемпературная модель фильтрационного горения жидких монотоплив. В рамках данной модели проведен анализ режимов фильтрационного горения жидкого гидразина в узких трубках. Обнаружено два стационарных режима. В режиме I доминирующим механизмом переноса тепла от продуктов сгорания в предпламенную зону является теплопроводность по газу, в режиме II — конвективный межфазный теплообмен и теплопроводность по твердой фазе. Установлены параметрические области существования режимов.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
