Для оценки порядка величины времени возгорания металлических частиц с чистой (не покрытой пленкой оксида) поверхностью, образующихся при разрушении металла в атмосфере газообразного кислорода, в одном частном случае проведены измерения интервала времени от момента образования частиц до появления заметного излучения в видимой области спектра, который в данной работе рассматривается как характерное время возгорания частиц. Исследуемые частицы создавались пробиванием листовой мишени из нержавеющей стали (12Х18Н9Т) цилиндрическим ударником из того же материала, летящим со скоростью ∼640 м/с. Эксперименты проводились в кислороде при комнатной температуре и атмосферном давлении. Это давление было минимальным, при котором наблюдалось возгорание исследованных частиц. Измерения показали, что в условиях проведенных экспериментов время возгорания частиц нержавеющей стали с чистой поверхностью меньше ∼1 мкс.
Дана постановка задачи о воспламенении частиц металлов в затухающих ударных волнах для одномерного нестационарного течения газа (с различными видами симметрии), которое возникает от взрыва центрального заряда. Обсуждаются данные расчетов этой проблемы в случае автомодельного движения газа при сильном взрыве. Выявлено три типа динамики частиц в зависимости от их радиуса; существование двух областей — в первой частицы запасают тепло, во второй передают его газу (вариант без воспламенения частиц). Определено влияние характерных параметров задачи на время воспламенения, когда имеет место воспламенение частиц.
В рамках постановки задачи о воспламенении мелких частиц, диспергированных в атмосфере, путем подрыва центрального заряда (ТНТ) анализируются данные расчетов. В качестве уравнения состояния продуктов детонации используется предложенное В. Ф. Куропатенко, воздуха — В. И. Охитиным, В. В. Кореньковым. Аналогично ранее рассмотренному автомодельному случаю определены три типа динамики частиц, зафиксировано пересечение крупными частицами лидирующей ударной волны. Показана немонотонность воспламенения частиц в реальной затухающей ударной волне.
Впервые рассмотрена задача о зажигании конденсированного вещества в постановке линейной теории термоупругости с учетом связности полей деформации и температуры. Решение проведено с использованием методов сращиваемых асимптотических разложений и пограничных функций. Показано, что время зажигания существенно возрастает по сравнению с результатом чисто тепловой теории, напряжения вследствие больших градиентов температур в химически реагирующей системе могут достигать величин, близких к пределам прочности многих веществ.
На примере безгазовой системы Cr2O3 + 2Аl + 4В показано, что усадка шлаков поджигающей таблетки, протекая достаточно быстро, может оказывать существенное влияние на параметры зажигания, зависящие в том числе и от высоты таблетки.
Построена теория гидродинамической устойчивости ламинарного плоского пламени в вязком газе, в основе которой лежит последовательный интегральный метод анализа развития возмущений. Учитывается взаимодействие возмущений с пламенной зоной и изменение ее ширины. Получена аналитическая оценка критического числа Рейнольдса, совпадающая с данными известных экспериментов как для быстрогорящих ((кислородных), так и для медленногорящих (воздушных) смесей.
Проведены расчеты распространения ламинарного пламени аммиака на основе детального кинетического механизма в одномерном приближении. Расчетные скорости распространения пламени удовлетворительно описывают эксперимент по атмосферным воздушным и кислородным пламенем аммиака. Для последних сделано сопоставление и найдено удовлетворительное согласие расчетных и опытных значений концентраций ряда продуктов.
Впервые исследовано горение пяти основных типов водонаполненных ВВ на основе растворов нитратов аммония, натрия и метиламина, в ряде случаев с добавлением А1 в бомбе постоянного давления. Определено предельное давление, ниже которого горение затухает, и зависимость скорости горения от давления. Для составов, содержащих пигментную алюминиевую пудру, зависимость скорости горения от температуры пламени при высоком давлении совпадает с полученной ранее для нитросоединений.
В работе рассматривается процесс выгорания полициклических ароматических углеводородов при турбулентном смешении продуктов сгорания богатой топливовоздушной смеси с воздухом. Показана аналогия механизмов окисления ПАУ и алифатических углеводородов на изоскалярных поверхностях относительной восстановленной концентрации топлива, близких к стехиометрическим. Это позволяет описывать процессы выгорания ПАУ в рамках моделей турбулентного смешения, т. е. без учета влияния химической кинетики.
Рассматривается теоретическая модель горения частиц углерода. Показано, что газофазная реакция взаимодействия СО и 02 вокруг частицы протекает в диффузионном режиме. Гетерогенная реакция взаимодействия диоксида углерода с углеродом на поверхности частицы протекает в кинетическом режиме. Гетерогенные реакции взаимодействия углерода с кислородом на поверхности частицы углерода в рассмотренных условиях горения отсутствуют. Учет кинетики гетерогенной реакции при горении приводит к возрастанию температуры и понижению скорости горения при уменьшении размера частиц углерода.
