К.О. Сабденов, М. Ерзада
Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, 010008, Астана, Казахстан sabdenovko@yandex.kz
Ключевые слова: отрицательный эрозионный эффект, критическое число Вилюнова, число Булгакова — Липанова
Страницы: 22-33
Предложен механизм возникновения отрицательного эрозионного горения (эффекта) в канале топливного заряда ракетного двигателя. Снижение скорости горения возникает вследствие падения температуры пламени за счет перехода тепла химических реакций в кинетическую энергию газа. Существует критическое значение числа Вилюнова, выше которого стационарное горение топлива невозможно. Стационарное горение возможно до уменьшения скорости горения в 1/e1/2 раз от первоначального значения. Дано объяснение слабому проявлению отрицательного эрозионного эффекта при снижении начальной температуры топлива: уменьшение пороговой скорости возникновения положительного эрозионного горения сужает область возникновения отрицательного эрозионного горения.
Анализируются зависимости скорости горения порохов, твердых топлив и взрывчатых веществ от давления. С этой целью осуществлен поворот координат на угол, тангенс которого равен коэффициенту скорости горения в ее одночленном законе в зависимости от давления. Рассмотрены различные варианты аппроксимации и предложено выражение, наилучшим образом аппроксимирующее зависимость скорости горения от давления в интервале давления от нуля до бесконечности.
Е.З. Тве, А.П. Денисюк
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047, Москва yezawhtwe@mail.ru
Ключевые слова: нитрат аммония, баллиститный порох, горение, катализ
Страницы: 39-49
Изучены закономерности горения различных порохов с нитратом аммония (НА). Показано, что влияние НА на скорость горения зависит от теплоты горения исходного пороха, количества НА и давления, при котором происходит горение. Так, НА несколько повышает скорость горения низкокалорийных порохов и существенно уменьшает ее в случае высококалорийных составов. Показано, что с помощью комбинированных катализаторов можно значительно (до ≈ 6 раз при давлении 2 ÷ 4 МПа) увеличить скорость горения порохов, содержащих 50 ÷ 70 % НА, и снизить зависимость ее от давления.
О.Г. Глотов
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090, Новосибирск glotov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: титановый агломерат, горение, фрагментация, время горения, метод гашения и отбора, конденсированные продукты горения, распределение по размерам
Страницы: 50-57
Представлена методика исследования горения частиц титана диаметром 300 ÷ 500 мкм, полученных в результате слияния множества мелких частиц. Горящие монодисперсные частицы титана создавали посредством воспламенения помещенных в сгорающий образец миниатюрных кусочков пиротехнической композиции, содержащей 69 % порошкообразного титана. Полученные частицы-агломераты горели в условиях свободного падения в воздухе. Их движение и события эволюции, в том числе фрагментацию, регистрировали посредством видеосъемки. Также проводили гашение, отбор и изучение конденсированных продуктов горения.
О.Г. Глотов
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090, Новосибирск glotov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: титановый агломерат, частица титана, горение, интенсивность свечения, коэффициент аэродинамического сопротивления, фрагментация, распределение по размерам, время горения
Страницы: 58-71
Исследовано горение частиц титана в свободном падении в воздухе. Монодисперсные горящие частицы диаметром 300, 390 и 480 мкм получали в результате слияния множества мелких частиц при воспламенении миниатюрных кусочков пиротехнической композиции, содержащей 69 % порошкообразного титана. Определены параметры движения и коэффициент аэродинамического сопротивления горящих частиц. Количественно охарактеризовано явление фрагментации (момент наступления и длительность явления, динамика разлета фрагментов, функции распределения фрагментов по размерам). Для исследуемых частиц разлет фрагментов имеет вид еловой ветви: материнская частица сохраняется и отстреливает мелкие осколки. Определены дистанция и скорость движения частицы в момент наступления фрагментации и окончания горения. Приведены данные о структуре и морфологии частиц-продуктов горения, представленных остатком материнской частицы и совокупностью мелких частиц-фрагментов, а также данные об изменении размера и интенсивности свечения горящей частицы. По окончании горения от материнской частицы остается сфера, состоящая из смеси оксидов с осредненным составом TiO2.76.
Изучены промежуточные и конечные продукты горения прессованного нанопорошка алюминия. Установлено, что основным продуктом сгорания является нитрид алюминия. На промежуточных стадиях горения на поверхности образца сначала образуются оксид (γ-Al2O3) и оксинитрид (Al5O6N) алюминия, а затем формируется нитрид алюминия. Использование скользящего (падающего под малым углом к поверхности) синхротронного излучения позволило зафиксировать с высокой точностью (по времени) последовательность стадий формирования кристаллических продуктов при горении нанопорошка алюминия.
А.П. Ершов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090, Новосибирск ers@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: макрокинетика, взрывчатые вещества, структура зоны реакции, неидеальная детонация, недосжатая детонация
Страницы: 77-87
Численно исследовано развитие детонации в системе с кинетикой экзотермической реакции, включающей зависимость от скорости изменения удельного объема. При резком сжатии вещества, например, во фронте ударной волны, такая кинетика приводит к конечным изменениям степени превращения. При существенном вкладе таких быстрых процессов получены режимы детонации, отличные от стандартного режима Зельдовича — Неймана — Дёринга. Профили волн качественно совпадают с полученными для некоторых взрывчатых веществ в экспериментах А. В. Уткина и др. Результаты моделирования подтверждают важность учета реакции во фронте волны.
А.В. Фёдоров, Ю.В. Кратова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090, Новосибирск fedorov@itam.ns.ru. yulia@itam.nsc.ru
Ключевые слова: газовзвесь, гетерогенная детонация, подавление детонации инертными частицами, численное моделирование
Страницы: 88-101
Численно исследовано распространение детонационной волны в плоском канале, заполненном газовзвесью мелких частиц алюминия и инертными частицами в кислороде. Гетерогенная детонация алюминиевых частиц в кислороде распространяется в режиме Чепмена — Жуге. Выявлены два типа течения после взаимодействия детонации с облаком: непрерывное распространение с меньшей скоростью детонации, течение со срывом детонации. Выявлено влияние физических и пространственных параметров инертной составляющей облака на эти режимы, в том числе и механизм подавления гетерогенной детонации, заключающийся в отделении волны воспламенения и горения от лидирующего ударного фронта. Определены зависимости дефицита скорости от массовой концентрации и размера частиц инертной фазы.
Показана зависимость давления прижатия, приводящего к взрыву при ударном сдвиге, от площади сдвига (площади контакта взрывчатого вещества (ВВ) с металлической поверхностью). Экспериментально подтверждена зависимость вероятности взрыва ВВ (флегматизированный октоген, тэн), сжатого между двумя стальными плоскостями (торцами двух роликов), от давления прижатия и площади контакта ВВ с верхним роликом в испытаниях на чувствительность к трению при ударном сдвиге. Сдвиг верхнего ролика осуществлялся на 1.5 мм. Показано, что увеличение площади контакта ВВ с роликом при прижатии ВВ приводит к увеличению вероятности взрыва ВВ при сдвиге верхнего ролика при одних и тех же давлениях прижатия ВВ. Установлен масштабный фактор влияния площади контакта ВВ с поверхностью ролика на давление, при котором происходит взрыв ВВ при ударном сдвиге смежной с ВВ поверхности. Статистическими методами показано, что давление, приводящее к взрыву ВВ при ударном сдвиге смежной стальной поверхности относительно ВВ, распределено по двухпараметрическому закону Вейбулла.
Проведено численное моделирование фазового распределения продуктов детонации эмульсионных взрывчатых веществ, используемых для получения нанопорошков MnFe2O4. Обсуждается и объясняется механизм образования наночастиц MnFe2O4. Результаты расчетов показывают, что в зоне реакции до состояния Чепмена — Жуге формируются оксиды FeO и MnO, которые во время спада температуры и давления реагируют с избытком кислорода в воздухе, что и приводит к образованию MnFe2O4.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
