Представлены результаты измерений коэффициента Грюнайзена двух анизотропных углеродных материалов: углерод-углеродного композита 4КМС и пиролитического углерода УПВ-1. Значение коэффициента Грюнайзена вычислялось по результатам измерений амплитуды механического напряжения, возникающего в материале при выделении в нем энергии пучка электронов. Для композита 4КМС получено не только отрицательное значение коэффициента Грюнайзена в диапазоне плотностей энергии электронов в десятки джоулей на квадратный сантиметр, но и аномально малое его значение в сравнении с другими материалами. Отмечено существенное затухание волны напряжения при ее распространении по этому материалу. Величина коэффициента Грюнайзена образца УПВ-1 изменяется в зависимости от его ориентации.
Р. В. Фурсенко1,2, С. С. Минаев1,К. С. Чанг2, Е. С. Чао2 1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск; minaev@itam.nsc.ru. 2Департамент аэронавтики и астронавтики, Национальный университет Ченг-Кунг, Тайнань, Тайвань, Китайская Республика
Ключевые слова: теория горения, диффузионное пламя, микропламена.
Страницы: 3-11
Предложена математическая модель сферического диффузионного пламени с теплопотерями, учитывающая неполноту сгорания. Теоретически исследовано влияние теплопотерь и массового расхода горючего на величину недогорания реагентов, радиус и температуру пламени. Выполнено численное моделирование диффузионного микропламени с одностадийным механизмом химической реакции. В отличие от предыдущих работ, в предлагаемой модели не используется предположение о малой величине теплопотерь. Сравнение полученных результатов с данными, имеющимися в литературе, показывает, что рассматриваемая модель удовлетворительно описывает основные особенности горения диффузионного микропламени.
Д. А. Князьков, С. А. Якимов, О. П. Коробейничев, А. Г. Шмаков
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, knyazkov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: концентрационные пределы распространения пламен, пламя предварительно перемешанной смеси на встречных потоках, фосфорорганические соединения.
Страницы: 12-21
Исследовано влияние малых добавок триметилфосфата (ТМФ) на бедный и богатый концентрационные пределы распространения пламени горючей смеси CH4/воздух с использованием горелки со встречными потоками и методом численного моделирования с применением механизмов на основе детальной кинетики. Установлено, что ТМФ сужает концентрационные пределы распространения пламени предварительно перемешанной смеси CHCH4/воздух. Моделирование с использованием ранее разработанной модели ингибирования пламен соединениями фосфора показало, что модель с удовлетворительной точностью описывает экспериментальные результаты по влиянию ТМФ на бедный концентрационный предел.
А. Ф. Гаранин, П. К. Третьяков, А. В. Тупикин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск, lab2@itam.nsc.ru
Ключевые слова: скорость распространения пламени, ламинарный и турбулентный режимы горения, импульсно-периодическое электрическое поле, устойчивость.
Страницы: 22-25
Проведено экспериментальное исследование воздействия постоянного и импульсно-периодического электрического поля на горение пропановоздушной смеси. Опыты проводились для ламинарного и турбулентного режимов горения при стабилизации пламени отрывной зоной за центральным телом. Обнаружено различие между воздействием на скорость горения постоянного электрического поля и импульсно-периодического.
А. А. Манташян, Ш. Э. Шагинян
Институт химической физики им. А. Б. Налбандяна НАН Республики Армения, 0014 Ереван, adolph@ichph.sci.am
Ключевые слова: холодное пламя циклогексана, саморазогрев, пределы по давлению, структура пламени.
Страницы: 26-28
Изучены феноменологические характеристики холодных пламен циклогексана. Показано, что в отличие от алканов и алкенов они возникают при сравнительно низких температурах (начиная с T ≈ 230 °) и низких давлениях (меньше 10 Торр при T = 290 °). Определена температурная зависимость нижнего предела холодного пламени по давлению. Установлено, что его вспышка в зависимости от условий (p, T, С6Н12 : О2) характеризуется резким подъемом и спадом температуры ΔT или несколькими накладывающимися друг на друга пиками. Изучена зависимость структуры вспышки холодного пламени (по ΔT) от содержания кислорода в реагирующей смеси. Показано, что возникающее при окислении циклогексана холодное пламя сопровождается раскрытием кольца и образованием продуктов с меньшим числом атомов углерода. Установлено, что для холодного пламени циклогексана характерен отрицательный температурный коэффициент.
В. В. Замащиков
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, albor@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: пламя над жидкостью, горение в узком канале, термически тонкие и толстые системы.
Страницы: 29-34
Экспериментально исследовано распространение волны горения над “мелкой” горючей жидкостью (н-бутанол) при обтекании потоком воздуха. Пламена распространялись с пульсациями, амплитуда которых зависела от скорости набегающего газа. Получены зависимости средней скорости пламени от температуры и скорости набегающего газа. Оказалась, что в пределах экспериментальной ошибки средняя скорость не зависит от глубины жидкости перед пламенем.
Л. К. Гусаченко, В. Е. Зарко
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, gusachen@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: твердые ракетные топлива, нестационарное горение, математическое моделирование.
Страницы: 35-48
Кратко рассмотрены работы по нестационарным моделям горения твердых топлив, выполненные в последние годы. Модели разделены на “чисто одномерные” (классические и “феноменологические” с различными обобщениями подхода Зельдовича) и “неодномеpные”. В качестве последних фигурируют модели с локальной неодномерностью, которая всегда сопровождается локальной нестационарностью и вместе с последней может быть устранена осреднением. Основной недостаток нестационарных моделей горения твердых топлив, который не может быть поставлен в вину их авторам, — тот же, что и в случае стационарных моделей: недостаток детальной информации о химических и физических процессах в конденсированной фазе. Отмечена некорректность распространения “чисто одномерного” подхода на область неустойчивости. Возможные пути развития нестационарных (и квазистационарных) моделей горения твердых топлив для гомогенных составов могут быть связаны с учетом локальной неодномерности и нестационарности, вызванной неустойчивостью зоны подповерхностных реакций, и с проверкой возможности существования “химической” неустойчивости, способной вызвать аналогичную неодномерность и нестационарность.
Е. Н. Волков, А. А. Палецкий, О. П. Коробейничев
Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск, korobein@ns.kinetics.nsс.ru
Ключевые слова: структура пламени, гексоген, зондовая молекулярно-пучковая масс-спектрометрия.
Страницы: 49-62
Методом зондовой молекулярно-пучковой масс-спектрометрии исследована химическая структура пламени гексогена при давлении 1 атм. В пламени обнаружены пары гексогена, измерен профиль их концентрации в узкой зоне, прилегающей к поверхности горения. Кроме паров гексогена идентифицированы еще 10 веществ (H2, H2O, HCN, N2, CO, CH2O, NO, N2O, CO2 и NO2), измерены профили их концентраций. В пламени гексогена выделены две основные зоны химических реакций. В~первой, узкой зоне шириной 0.15 мм, прилегающей к поверхности горения, происходят разложение паров гексогена и реагирование NO2, N2O и CH2O с образованием HCN и NO. Во второй, широкой зоне шириной 0.85 мм идет реакция окисления HCN оксидом азота с образованием конечных продуктов горения. Проведен анализ состава конечных продуктов горения с энергетической точки зрения. На основе измеренного состава продуктов вблизи поверхности горения определена брутто-реакция газификации гексогена 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 данных микротермопарных измерений).
Представлена одномерная математическая модель процесса обжига известняка и горения кокса в реакторе с учетом кинетики физико-химических превращений. Модель позволяет получить распределения состава газовой фазы, температур твердой и газообразной фаз, массовых расходов по длине печи в зависимости от интенсивности подачи в печь воздуха, сырья и топлива, их начальной температуры, а также дисперсности кокса и известняка.
В. Г. Прокофьев, О. А. Бородатов, В. К. Смоляков 1Томский государственный университет, 634050 Томск, pvg@ftf.tsu.ru 2Томский научный центр СО РАН, 634021 Томск
Ключевые слова: фильтрационное горение, смесь газов, зажигание, инертная газовая “пробки”.
Страницы: 73-79
Проведено исследование фильтрационного горения пористого слоя при естественной фильтрации окислителя, разбавленного инертным компонентом. Решена задача о зажигании пористого слоя накаленной газопроницаемой поверхностью, определено время зажигания в зависимости от давления в реакторе и начальной пористости образца. Исследовано формирование инертной газовой “пробки”, препятствующей химическому взаимодействию. Показано, что средняя глубина превращения конденсированного реагента в пористом слое зависит от длины образца, пористости, давления газовой смеси и концентрации в ней инертного компонента.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
