Влияние давления среды и концентрации окислителя исследовались с помощью прямых экспериментов по воспламенению одиночных частиц магния с диаметром 70–350 мкм в углекислом газе и его смесях с аргоном. Получены экспериментальные зависимости критической температуры воспламенения от размера частиц. Показано, что использование формальной кинетики позволяет описать каждую такую зависимость парой кинетических констант (энергия активации и предэкспонент), принципиально различных для частиц размером ≷140 мкм. Для частиц Mg размером меньше 140 мкм существенным становится процесс выгорания и полученные константы не могут быть использованы в качестве параметров, характеризующих процесс высокотемпературного окисления. Для практических нужд предлагается эмпирическая формула, позволяющая рассчитать скорость окисления магния в углекислом газе при различных давлениях.
В рамках связной теории термоупругости рассмотрена задача об инициировании химической реакции горячей пластиной. Скорость реакции зависит от работы сил деформации. Это на макроуровне отражает особенность твердофазного превращения. Показано, что термонапряжения существенно сказываются на времени зажигания.
Экспериментально изучено влияние нескольких одновременно действующих источников зажигания на динамику сгорания бедных водородовоздушных смесей с концентрацией Н2 8, 10 и 15% (по объему) в замкнутом сосуде объемом 20 м3. Найдено, что при переходе от одного к двум источникам сгорание заметно интенсифицируется, однако при дальнейшем увеличении их числа до 5 характерное время протекания процесса изменяется слабо. При расположении источников один над другим с шагом 20 см общая картина изменения давления во времени близка к случаю одного источника.
Методом численного интегрирования двумерных нестационарных уравнений, описывающих движение реагирующего газа, получено решение задачи о распространении ламинарного пламени в плоском закрытом горизонтальном канале с холодными стенками в поле внешней массовой силы. Показано, что закономерности горения существенно зависят от величины внешней массовой силы; в околопредельных смесях возможно послойное выгорание горючей смеси. Найдены критические значения числа Фруда, отделяющие области горения и погасания. Получено приближенное решение модельной задачи о распространении пламени вблизи холодной стенки
Рассматривается задача об устойчивости плоского фронта пламени при горении газов в пористых средах. Анализируется влияние фильтрации на устойчивость. Получен приближенный критерий устойчивости. Показано, что встречное движение фронта более устойчиво, чем спутное, в том смысле, что неустойчивость спутных режимов проявляется при меньших значениях бифуркационного параметра.
С позиций квазиодномерного приближения сделана попытка построить теорию вибрационного распространения горения в трубе конечной длины. Одновременно учтены оба основных механизма обратной связи: за счет изменения скорости нормального пламени и площади его поверхности под влиянием акустических возмущений. Интегральным методом удается провести до конца их линейный анализ и получить критериальные условия возбуждения вибрационного режима, на основании которых достигнуто согласие с известными главными результатами экспериментальных наблюдений и измерений для обеих стадий процесса горения в полуоткрытых и закрытых трубках.
В широком интервале соотношения компонентов и в условиях предварительного подогрева исследованы температура и скорость горения в системе Al — Cr2O3. Определены условия образования интерметаллидов AlCr2 и Al2Cr. Максимальная скорость горения обнаружена у составов со значительным избытком алюминия. Сделано предположение о стадийном характере этого процесса. Скорость распространения волны горения определяется начальными стадиями окисления алюминия до Al2O2. Аналогичные закономерности наблюдаются при горении алюминия с SiO2 и NiO.
Проведены экспериментальные исследования закономерностей распространения фронта экзотермической реакции при горении смесей бора с кислородсодержащими окислителями в зависимости от свойств порошков бора. Показано, что скорость горения борсодержащих гетерогенных конденсированных систем на основе окислителей нитрат натрия, перхлорат аммония пропорциональна удельной поверхности бора в составе и является линейной функцией поверхности частиц бора, доступной для прямого контакта с окислителем.
Изучено горение никель-алюминиевых термитов. Рассчитаны адиабатические температуры горения и экспериментально исследовано влияние соотношения компонентов, пористости, дисперсности, давления на скорость горения. С использованием микротермопарного метода исследована структура волны горения и определен фазовый состав продуктов взаимодействия. Установлено, что скорость горения определяется низкотемпературной областью волны горения (930–1670 К), в которой образуются промежуточные соединения — алюминиды никеля. Максимальные температуры горения, достигаемые в зоне догорания в результате окислительно-восстановительной реакции, на скорость распространения не влияют. Определен фазовый состав продуктов горения никель-алюминиевых термитов.
Проведен теоретический анализ процесса одновременного синтеза и уплотнения порошкового материала в режиме горения. Сформулированная постановка учитывает наиболее существенные черты изучаемого процесса: различное реологическое поведение шихты и продуктов горения в различных температурных зонах, зависимость реологических свойств, теплопроводности и плотности от пористости. Анализ стационарного распространения волны горения позволил выявить возможные типы стационарных структур волны изменения пористости. Показано, что в зависимости от параметров пористость в волне может возрастать, уменьшаться или иметь экстремум.
