Изучена модель зажигания гетерогенной конденсированной системы импульсным источником теплового потока. Предполагается пиролиз конденсированных компонентов и зажигание продуктов пиролиза в газовой фазе. Проанализированы зависимости различных характеристик зажигания от внешних параметров. Исследованы особенности условий устойчивого зажигания гетерогенной системы. Построена область устойчивости перехода в самостоятельное горение при сбросе внешнего потока.
По результатам комплексного экспериментального исследования установлен ряд явлений, составляющих процесс эволюции конденсированной фазы продуктов сгорания твердых топлив, разработаны их физико-математические модели. Использование оптимизационной процедуры при определении коэффициентов согласования моделей позволило получить хорошее соответствие экспериментальным данным, что подтверждает сравнительно высокое качество моделирования и обеспечивает возможность прогнозирования характеристик двухфазного потока.
Рассматривается задача о тепловом взрыве газовой смеси, содержащей инертные пылевые частицы. Для определения критических условий теплового взрыва используется метод интегральных многообразий. Получена асимптотическая формула для вычисления критических условий теплового взрыва для автокаталитической реакции горения.
Предложена математическая модель фильтрационного горения, позволяющая более подробно учесть кинетику химических превращений. Расчеты, проведенные для многокомпонентной системы с усложненной кинетикой, продемонстрировали существенное влияние кинетики на основные параметры процесса. Варьирование водовоздушного соотношения для случая “влажного” горения показало, что с увеличением начальной концентрации воды возрастают полнота превращения горючего, скорость продвижения фронта и температура горения.
Представлены аналитические оценки и результаты численных расчетов окисления газообразных органических примесей в неподвижном слое катализатора при периодическом реверсе потока фильтрующегося газа при протекании необратимой реакции различного порядка.
Работа посвящена исследованию воспламенения пылей при нестационарном взаимодействии проходящей ударной волны (УВ) с протяженным пылевым облаком. Экспериментально показано, что в присутствии дисперсной фазы с объемной концентрацией ≈10-3 температура за УВ с числом Маха Ms = 4,5 может превышать невозмущенную на 400 К и более. Предложен физический механизм разогрева несущей фазы. Он основан на эффекте торможения сверхзвукового потока за УВ в условиях стесненности, создаваемой частицами пыли в период скоростной релаксации. Получен аналитический вид газодинамических функций от числа М потока. В частности показано, что для температуры газа имеет место равенство Т/Т0 = М0/М. Найден вид функции М от параметров дисперсной фазы и количественный критерий нестационарности. Установлено хорошее согласие функции М с экспериментом.
Приведены результаты экспериментального исследования процесса распространения низкоскоростной детонационной волны по цепочке капель жидких углеводородов в атмосфере чистого кислорода. Детонацию инициировали плоской ударной волной при числе Маха М = 2,0 ÷ 3,5. Получены х, t-диаграммы, отражающие структуру детонационной волны. Обнаружен пульсирующий характер распространения фронта пламени и установлены причины наблюдаемого явления. Показано, что происходит не самовоспламенение микрораспыла в следе капли, а его зажигание продуктами сгорания от предыдущей капли.
На качественном уровне рассмотрен механизм зарождения взрывных процессов в смеси фрагментов несгоревшего газа с продуктами реакции. Для экспериментального подтверждения предложенного механизма приведена шлиренкинограмма возникновения детонации в этой смеси. Отмечено, что эксперимент не согласуется с градиентным механизмом возникновения детонации.
Приводятся теоретические результаты по описанию перехода от регулярной структуры волны газовой детонации к нерегулярной. На основе оригинальной модели определен управляющий параметр. При превышении критического значения данного параметра решение, моделирующее пульсирующий ячеистый фронт волны, переходит от регулярного циклического (квазистационарного) режима к апериодическому, ячейки начинают существенно различаться по размерам. Сформулированный критерий качественно и количественно хорошо согласуется с известными экспериментальными данными.
Экспериментально исследованы условия возбуждения плоской детонационной волны. Обнаружена независимость процесса от начального давления. Объяснение этому основано на концепции о ведущей роли соударений поперечных волн в инициировании и распространении детонации. Размер эффективной зоны, ответственной за инициирование детонации, близок к размеру химпика. Предложены формулы для оценки энергетического эквивалента инициатора, основанного на принципе трансформации плоской детонационной волны в сферическую, цилиндрическую или плоскую детонацию при дифракции исходной волны на выпуклом угле. Основные аналитические выводы концепции подтверждаются экспериментальными зависимостями.
