Разработана кинетическая модель воспламенения и горения тяжелых n-алканов ( n-С10H22 и n-C12H26), бензола, а также авиационного керосина Jet-A, который моделируется суррогатом БД, состоящим из 80 % n-декана и 20 % бензола. Проведено тестирование разработанной кинетической модели с использованием большого набора экспериментальных данных по времени задержки воспламенения как в высокотемпературной (T>1000 K), так и в низкотемпературной (T= 650-950 K) области, а также по изменению концентраций компонентов при окислении бензола в проточном реакторе и при его горении в специальной горелке. Дан краткий анализ других реакционных механизмов, разработанных для описания горения различных суррогатов, моделирующих авиационный керосин. Показано, что предложенная в работе модель лучше описывает измеренные значения времени задержки воспламенения, чем другие известные кинетические модели, особенно в области низких температур (T= 650-950 K). Проведен анализ особенностей кинетики низкотемпературного окисления суррогата БД.
Приведены физико-математическая модель и результаты численного моделирования инициирования и распространения детонационных волн в ударных трубах. Рассматривается горючая смесь водорода с кислородом, разбавленная аргоном. Расчетным путем получена детальная структура течения в ударной трубе. Проведено сравнение результатов расчета времени задержки воспламенения с экспериментальными данными.
В рамках уравнений двумерного осесимметричного нестационарного движения реагирующей смеси газа и частиц унитарного топлива выполнено математическое моделирование механизмов распространения волн горения и гетерогенной детонации в резко расширяющихся трубах. Изучено влияние основных определяющих параметров газовзвесей и трубопровода на распространение нестационарных детонационных волн. Приведены зависимости критического отношения диаметров труб составного трубопровода от относительного массового содержания частиц унитарного топлива разного размера.
А.А. Васильев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск gasdet@@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: горение, детонация, критическая энергия зажигания, критическая энергия инициирования детонации, взрывоопасность, экология
Страницы: 48-59
Приведены расчетные и экспериментальные данные о параметрах горения и детонации в кислородных и воздушных горючих смесях, топливом в которых являются метан и угольная пыль.
Ф.А. Быковский, С.А. Ждан, Е.Ф. Ведерников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск bykovskii@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: непрерывная спиновая детонация, синтез-газ, воздух, поперечные детонационные волны, камера сгорания, система подачи топлива
Страницы: 60-67
В проточной кольцевой цилиндрической камере впервые реализованы режимы непрерывного детонационного сжигания смесей синтез-газ — воздух в поперечных (спиновых) детонационных волнах. Исследованы смеси оксида углерода и водорода в объемных пропорциях [CO]/[H2] = 1/1, 1/2 и 1/3 в широком диапазоне коэффициентов избытка горючего. Максимальные скорости детонационных волн 1.57 км/с наблюдались для смеси горючего CO + 3H2 с воздухом при небольшом (около 15 %) избытке горючего. Определены пределы существования непрерывной детонации по коэффициенту избытка горючего и минимальной величине удельного расхода смеси. Построена область реализованных режимов детонации в координатах «коэффициент избытка горючего — удельный расход смеси».
А.В. Фёдоров, А.В. Шульгин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск fedorov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: молекулярная динамика, наночастицы, плавление, теплоемкость
Страницы: 68-75
В рамках молекулярно-динамического подхода предложена полуэмпирическая модель молекулярной динамики, верифицированная по экспериментальной зависимости температуры плавления наночастиц алюминия от их размера. Определены зависимости теплоемкости частицы и теплоты фазового перехода от начального размера и температуры частицы. Показано, что при увеличении размера частицы данные зависимости стремятся к предельным, описывающим параметры частицы в объемной фазе. Сопоставление расчетных характеристик плавления наночастицы алюминия, полученных по модели молекулярной динамики и феноменологической, показало их неплохое соответствие по времени плавления.
В.Ю. Филимонов1, К.Б. Кошелев2 1Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, 656038 Барнаул vyfilimonov@rambler.ru 2Институт водных и экологических проблем СО РАН, 656038 Барнаул
Ключевые слова: тепловой взрыв, зона гомогенности, кинетический режим, энергия активации, масштаб гетерогенности
Страницы: 91-100
Рассмотрена математическая модель саморазогрева дисперсных твердофазных смесей с учетом граничной кинетики формирования промежуточной фазы продукта. Показано, что с уменьшением отношения характерного времени диффузии к характерному времени реакции возможен переход из диффузионного режима в кинетический, что может приводить к изменению эффективной энергии активации синтеза и характера роста слоя продукта. Указанное изменение может быть обусловлено уменьшением масштаба гетерогенности смеси и отношения энергии активации реакции образования новой фазы к энергии активации диффузии. Разработана аналитическая модель твердофазной реакции в кинетическом режиме, на основе которой получены зависимости координат и скоростей границ растущего слоя от температуры.
Исследуется причина появления двух максимумов на кривой зависимости удельного импульса энергетической композиции при росте содержания в ней бороводородного компонента. Показано, что такие аномалии могут появиться при некоторых значениях энтальпии образования окислителя, при определенном содержании водорода в борсодержащем горючем и т. д. При повышении содержания бороводорода в композиции наступает момент, когда кислорода уже недостаточно для образования B2O3, и тогда избыточный бор начинает окисляться азотом до конденсированного нитрида бора. В определенных условиях это может привести ко второму локальному максимуму удельного импульса.
Представлены результаты экспериментального исследования структуры зоны реакции при стационарной детонации нитрометана, сенсибилизированного диэтилентриамином (ДЭТА). Концентрация ДЭТА изменялась в диапазоне 0.0125-15 %. Показано, что малые добавки ДЭТА приводят к качественному изменению характера течения в зоне реакции. После ударного скачка массовая скорость продолжает возрастать в течение примерно 10 нс, достигает максимума и только затем падает. При этом амплитуда химпика уменьшается на порядок. Отмеченные особенности объясняются разложением нитрометана, сенсибилизированного ДЭТА, во фронте ударной волны, что обусловлено резким увеличением начальной скорости реакции.
Представлены термическое и калорическое уравнения состояния орторомбической фазы азида серебра. Рассчитаны ударные адиабаты этого материала в виде зависимостей температуры от давления вдоль ударных адиабат материала при различной пористости, а также зависимость скорости ударной волны от массовой скорости. Расчеты проведены для давлений до 3 ГПа, температур 300-500 К, массовых скоростей до 0.4 км/с и начальной пористости 1-1.5. Обсуждается взаиморасположение ударных адиабат и линий равновесия полиморфных превращений азида серебра в обозначенной области термодинамических переменных.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
