Задаче об очаговом тепловом воспламенении посвящено большое количество работ численного и приближенно-аналитического характера (см., например, [1—13]). В [14, 15] авторы вновь обращаются к исследованию развития очагового теплового воспламенения вещества с нулевым порядком реакции при П-образном начальном распределении температуры. В этой связи представляется полезным провести некоторое сравнение полученных результатов, а также рассмотреть условия вырождения очагового воспламенения, затронутые в [14, 15].
Проведены экспериментальные исследования линейного коэффициента теплового расширения нитроглицериновых порохов Н, НБ, НМФ-2 в области температур 103–373 К и получены уравнения для температурной зависимости объемного КТР и плотности исследованных порохов. Сильная зависимость плотности нитроглицериновых порохов от температуры приводит к увеличению оценок значении тепловых параметров волны горения – критической энтальпии и теплового потока на условной границе зоны химических реакций и прогретого слоя – по сравнению с оценками, полученными в предположении постоянства плотности.
На основе представлений механики гетерогенных сред построены модели самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, учитывающие макроструктурные превращения, связанные с различием плотностей исходных веществ и продуктов, с жидкофазным спеканием и разрыхляющим действием фильтрующегося в порах газа. Приближенными методами получены формулы для скорости горения и конечиой пористости. Исследовано влияние определяющих параметров – размеров частиц, начальной пористости, диаметра образца, наличия летучих примесей и т. д. Найдены критические условия нарушения сплошности среды, при которых происходит расслоение образца.
Численно решается сформулированная задача о распространении волны горения по пористому порошковому материалу, находящемуся под внешним механическим давлением. Показаны возможности существования различных типов волны изменения пористости, распространяющейся вслед за волной горения. Пористость в такой волне в зависимости от отношения характерных времен реакции и уплотнения может возрастать, уменьшаться, иметь один или два экстремума, поэтому возможны различные типы структуры волны изменения вязкости. При малых давлениях наблюдается режим «отрыва» в пространстве процесса уплотнения от быстро бегущей тепловой волны. Установлен факт стабилизации неустойчивого горения приложением внешнего постоянного во времени давления.
На основании исследования механизма инициирования экзотермических смесей вспышкой от удара приводятся результаты разработки метода оценки чувствительности этих смесей, учитывающего возможность образования пылевоздушной смеси в процессе удара, облегчающего условия горения смеси и повышающие опасность удара.
С целью опытной проверки допущений, используемых в расчетных моделях, экспериментально исследована структура пограничного слоя с испарением и горением этанола. При скоростях обтекания до 70 м/с получены данные о нолях скоростей, концентрации химических веществ, а также о распределении температур. Показано, что характер химического реагирования остается стадийным во всем рассматриваемом диапазоне режимов горения. Основные положения модели фронта пламени выполняются в ламинарном пограничном слое, когда существует тонкая неподвижная светящаяся поверхность. С увеличением скорости обтекания уровень средних температур и концентраций продуктов сгорания существенно снижается, однако подобие полей безразмерных параметров – скоростей, полных энтальпий и концентраций химических элементов – сохраняется.
Экспериментально исследовано влияние электрического поля на скорость испарения органических горючих жидкостей (ацетон, этанол, пентан) и тепловой поток от пламени к их поверхности. Наличие неоднородного поля приводит к возрастанию скорости испарения при положительной и отрицательной полярности подаваемого на рабочий электрод напряжения. Показано, что величина теплового потока от пламени к поверхности жидкости в зависимости от направления поля как увеличивается, так и уменьшается. Указанные изменения теплового потока коррелируют с наблюдаемыми вариациями скорости испарения.
