Разработана численная модель расчета горения пылеугольных частиц в двумерном турбулентном осесимметричном потоке газообразного окислителя. Учтено влияние турбулентности газовой среды на скорость движения частиц. Излучение рассматривается в рамках модели четырех потоков. Достигнуто удовлетворительное соответствие с имеющимися экспериментальными данными.
Выполнен анализ проблемы. Проведены эксперименты с топливовоздушными смесями в пористой среде. Определены скорости, давления в волнах детонации и горения, критические начальные параметры и границы критерия Пекле. В оптических съемках обнаружено снижение средней скорости детонации и замедленное воспламенение в пористой среде при прохождении волны через свободный зазор.
Изучен процесс горения в системе 0,5 Y2O3 + (2ndash; β)Ва02 + βВаС03 + αCu → при различном давлении кислорода. Установлено, что в зависимости от а наблюдаются как интенсификация, так и затухание процесса. Предложено объяснение полученным закономерностям. Выяснено, что введение BaCO3 в качестве газифицирующей добавки позволяет избежать обширного плавления и понизить максимальную температуру процесса. Идентифицированы основные продукты реакции. С помощью процесса СВС с газифицирующей добавкой удалось синтезировать фазу tetra' высокотемпературного сверхпроводника Y123 с температурой перехода в сверхпроводящее состояние Тс, зависящей от количества вводимой добавки.
Выведены аналитические выражения для критических диаметров, ограничивающих область высокотемпературных режимов тепло- и массообмена частицы при параллельных реакциях на ее поверхности. Установлено, что излучение в области больших размеров приводит к увеличению критического диаметра (воспламенение) с ростом начальной температуры частицы. Получены формулы, связывающие температуру горения с диаметром частицы. Детально исследовано влияние режимных условий на критические диаметры частицы, при которых происходит ее самопроизвольное (вынужденное) потухание и воспламенение. Получен критерий, определяющий предельные значения температуры газа и содержания окислителя в нем, ниже которых невозможно горение частицы. Изучены условия вырождения критических параметров гетерогенного воспламенения и потухания частицы.
Для определения температур достижимых перегревов конденсированных веществ в процессе их терморазложения предложено использовать контактные методы термического анализа, позволяющего получить наиболее высокие скорости нагрева образцов до постоянной температуры, при которой производятся испытания в изотермических условиях. Приведены результаты определений предельных температур терморазложения ряда веществ полимерного и неполимерного строения. Выполнено сопоставление с литературными данными, которые показывают удовлетворительную точность методики испытаний.
В рамках математической модели реагирующей среды дается численный анализ процесса нестационарного тепло- и массообмена в углепластике при действии высокоэнтальпийного потока. Получены аналитические решения для величины массового уноса с поверхности материала в зависимости от скорости уноса за счет пиролиза углепластика, согласующиеся с результатами численного интегрирования при постоянных и переменных параметрах торможения. Проанализированы возможные случаи упрощения граничных условий и даны рекомендации для проведения серийных расчетов.
Исследована возможность реализации режима самораспространяющегося горения газовой смеси SiH4—NH3—О2 и SiH4—2 при содержании кислорода 0–2 %. Расчет равновесного состава указывает на возможность образования целевых продуктов — Si, Si3N4. Экспериментально установлено, что распространение фронта химической реакции в самоподдерживающемся режиме с образованием указанных выше продуктов протекает только при наличии кислорода. Показано, что химическая индукция, приводящая к расходованию до 60 % начального моносилана, имеет цепную природу.
В рамках механики гетерогенных сред, испытывающих фазовые превращения, предложена математическая модель для описания течения смеси газа и жидких (твердых) частиц металла. Принимается во внимание различие скоростей, температур фаз; неравновесность фазового перехода. В качестве примера решена задача о структуре ударной волны в аэровзвеси плавящихся частиц. Выведены условия, определяющие монотонное и немонотонное поведение температуры смеси. Приведены численные данные, иллюстрирующие выявленные типы движения газовзвеси.
Методом толстостенного цилиндра исследован характер локализации пластической деформации (ЛПД) материалов, отличающихся типом кристаллической решетки, величиной энергии дефекта упаковки и размером зерен в исходном материале. Показано, что развитие процесса ЛПД приводит к структурированию среды в процессе коллапса. Характер структурирования среды, определенный типом полос ЛПД и трещинообразованием, в большой степени зависит от размера зерна. Установлено качественное подобие структурированной среды мелкозернистой меди и фторопласта. В мелкозернистой меди обнаружена особенность развития микроструктуры с ростом скорости деформации.
Описаны результаты экспериментальных исследований непрерывного детонационного сжигания газов в плоских кольцевых камерах. В основе процесса лежит известная схема Б.В. Войцеховского с поперечными детонационными волнами. Опыты ставились в двух вариантах: при подаче компонентов топлива через цилиндрическую стенку наружного радиуса и истечении продуктов через свободную поверхность внутреннего радиуса; при обратном радиальном протоке вещества через кольцевую камеру без наружной цилиндрической стенки. Найдено, что в обоих вариантах существуют режимы горения с поперечными детонационно-подобными волнами, вращающимися по кольцу.
