Предложена одномерная однотемпературная модель фильтрационного горения жидких монотоплив. позволяющая качественно описать поведение стационарных волн горения жидкого монотоплива при его фильтрации в пористой среде или трубке. Сопоставление экспериментальных данных по горению гидразина в пористой среде и в узких трубках с расчетами по модели показывает, что модель качественно правильно описывает закономерности процесса фильтрационного горения жидких монотоплив.
Проведен анализ влияния стефановского течения на диаметр движущейся углеродной частицы, определяющий ее устойчивые (горение) и критические (воспламенение, самопроизвольное и вынужденное потухание) режимы тепло- и массообмена и кинетику параллельных химических реакций (С + О2 → СО2 и 2С + О2 → 2СО) с учетом теплообмена излучением с холодными стенками реакционной установки.
Показано, что наличие больших количеств Са и Fe в минеральной части топлива при определенных условиях: содержание O2 близко к стехиометрическому для газификации топлива, температура ≈ (1600 ÷ 1800) К, давление ≈ 10 атм и выше - позволяет значительно снизить содержание серы в газовой фазе и тем самым улучшить экологические показатели процесса.
Методами дериватографии, рентгенофазового анализа, термической десорбции аргона исследо-вано влияние церия на окисление порошков сплавов церия с алюминием при температуре до 1773 К в воздухе. Установлено увеличение скорости и полноты окисления алюминия при легировании его церием. Влияние церия вызвано его поливалентностью, высокой реакционной способностью и поверхностной активностью по отношению к алюминию. Структурные и фазовые неоднородности, возникающие в процессе роста оксидных фаз на поверхности окисляющихся частиц сплавов, приводят к интенсификации взаимодействия этих частиц с кислородом воздуха. Показано, что предположение о микронеоднородном строении поверхности сплавов, обогащении ее группировками составов соединений СеАl2 и СеАl4 достаточно достоверно отражает картину процесса окисления.
В качестве теста для определения активности порошков алюминия предлагается использовать следующие параметры: температуру начала окисления, максимальную скорость окисления, степень превращения (степень окисленности) алюминия, приведенное (условное) отношение теплового эффекта к единице прироста массы. Такие параметры для оценки активности порошков были выбраны при анализе результатов неизотермического окисления порошков различной дисперсности в условиях программируемого нагрева (окислитель - воздух). В соответствии с предложенной методикой тестирования наибольшей среди изученных порошков активностью обладает образец сверхтонкого порошка СТПА-4, полученный с помощью электрического взрыва проводников.
Г. А. Нерсисян, С. Л. Харатян, Л. С. Абовян, Г. Л. Хачатрян
Институт химической физики НАН РА им. Д. Б. Налбандяна, 375044 Ереван, Республика Армения
Страницы: 63-68
Исследованы закономерности горения систем SiO2–Al(Zr)–C при подходе к критическим условиям погасания. С помощью термопарной методики получены распределения температур по зонам горения. Показано, что при горении образцов диаметром, не превышающим 8 мм, из-за тепловых потерь возникает градиент температуры по сечению образца, который трансформирует тепловую структуру волны горения и приводит к неоднородности конечного продукта. Приведены новые данные о механизме формирования продуктов реакции.
Изучены закономерности горения композиционных металлических систем Ni-Al, Co-Al, Pd-Al, образующих интерметаллические соединения. Определены скорости, максимальные температуры и фазовый состав продуктов горения в зависимости от давления инертного газа, начальной температуры, диаметра и исходной пористости прессовок. Сделан вывод, что самораспространяющийся высокотемпературный синтез композиционных порошков более технологичен и эффективен, чем смесей элементарных порошков.
Для объяснения аномально высокой скорости горения «безгазовых» систем титан + сажа, а так-же титан + сажа + полистирол в условиях одномерной фильтрации примесных газов предложен конвективный механизм горения. Анализ экспериментальных и теоретических работ показал, что в условиях примесного газовыделения конвективный механизм горения может быть обеспечен движением слоя расплава одного из реагентов под действием перепада давления примесных газов. Сформулированы физическая и математическая модели процесса. Установлено, что для реализации ускоряющегося режима горения необходимо наличие свободного объема, не занятого шихтой. Показано, что на начальном этапе горения, а также при свободном объеме, превышающем объем образца, скорость фронта и давление газа возрастают по экспоненциальному закону. Получены аналитические выражения для расчета средней скорости конвективного горения. Исследования сформулированной в работе модели позволили объяснить наблюдаемые в экспериментальных условиях различия в закономерностях горения «безгазовых» систем в условиях встречной, спутной и двухсторонней фильтрации примесных газов.
Найдено аналитическое решение задачи о расчете внутрибаллистических параметров в заснарядном пространстве орудия при постоянном давлении. Получены удобные для анализа соотношения для определения температуры. Показано, что ее значение может достигать уровня термодинамической температуры при постоянном объеме, но может быть и меньше термодинамической температуры при постоянном давлении. Плотность и температура продуктов сгорания в квазистационарных условиях с ростом времени стремятся к значениям, которые наблюдаются в случае, когда давление и плотность постоянны одновременно. Сделана оценка влияния начальной поверхности горения заряда на параметры, соответствующие началу квазистационарного состояния. Полученные результаты могут быть полезны при решении проектных задач.
Определены концентрационные пределы взрываемости и максимальные значения давления взрыва и скорости роста давления при взрыве. Обнаружено сильное влияние начального давления смеси хладона 31 с воздухом на верхний концентрационный предел взрываемости. Предложено объяснение этого явления.
