Проведен асимптотический анализ процесса горения газа, движущегося в полуограниченной пористой среде, при больших значениях параметра Зельдовича. Рассмотрен случай высокопористой среды при ее большой газопроницаемости. Методом сращиваемых асимптотических разложений получены главные члены асимптотических разложений основных параметров процесса в режимах горения и отрыва. Проанализировано влияние скорости движения газа и теплоотдачи с поверхности каркаса во внешную среду на параметры горения. Определены критические условия срыва стационарного горения у внешней поверхности слоя и условия перехода процесса в режим отрыва и индукционный режим.
Проведены экспериментальные исследования горения моноблочных диспергирующихся зарядов в сопловой бомбе. Для описания происходящих процессов предложены две математические модели разного уровня сложности. На основе сравнения расчетных и экспериментальных зависимостей давления в объеме бомбы от времени установлены эффективные законы горения и диспергирования топлива, изучена динамика образующейся дисперсной смеси.
Экспериментально показано, что в ближнем следе тела вращения, обтекаемого сверхзвуковым потоком (1,15 < M < 3,1), существует по крайней мере две области, где тепломассоподвод более эффективен, чем при использовании традиционных схем снижения донного сопротивления. Первая из них расположена на некотором расстоянии от донного среза, вторая – вверх по потоку от области присоединения оторвавшегося пограничного слоя. Воздействие тепломассоподвода на эти области приблизительно одинаково и приводит к повышению донного давления практически до статического давления в набегающем потоке.
С помощью волновой теории зажигания и метода осреднения, использующего весовую функцию, создан аналитический метод расчета временных характеристик зажигания пористого тела при истечении инертного газа из образца (встречная нестационарная фильтрация). Численными расчетами подтверждена правильность основных допущений теории о стадийности процесса зажигания и волновом механизме нагрева вещества. Показано полное качественное и хорошее количественное совпадение выводов приближенного анализа и результатов численных расчетов. Ошибка определения времен установления нулевого градиента и срыва теплового равновесия не превышает 50 %. Установлена применимость уравнений изотермической фильтрации для описания процесса истечения газа из пористого тела в процессе зажигания. Показано, что для расчета массового потока газа можно использовать квазистационарный подход. Определена область применимости модели полубесконечного тела в задачах зажигания при встречной нестационарной фильтрации газа.
Построена связная термомеханическая модель распространения стационарной волны химической реакции в конденсированной среде. Напряжения и деформации, возникающие в ходе реакции в результате теплового и "концентрационного" расширения вещества, связаны между собой соотношениями Максвелла для вязкоупругой среды. Выражение для потока тепла взято в форме обобщенного закона Фурье с конечным временем релаксации теплового потока. Показано, что деформирование вещества в зоне реакции может привести к кажущемуся изменению энергии активации, теплового эффекта и других характеристик системы. Обнаружено, что данная модель допускает существование двух различных режимов распространения фронта – дозвукового и сверхзвукового, как и модель, в которой компоненты тензоров напряжений и деформаций связаны соотношениями обобщенного закона Гука.
Ю. М. Максимов, А. И. Кирдяшкин, М. Х. Зиатдинов, В. Д. Китлер
Томский филиал Института структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 634050 Томск
Страницы: 52-59
Приведены экспериментальные данные по контактному взаимодействию разнородных металлических пластин в условиях нагрева импульсным инфракрасным излучением лазера. Показано, что в зоне контакта пластин происходят плавление и микроконвективное перемешивание металлов, обусловленное высокими градиентами температуры и концентрации. Приведенные расчеты указывают на то, что использование импульсного лазерного нагрева позволяет достаточно точно воспроизвести теплофизические условия СВС-процесса. На основании полученных данных высказано предположение об активирующей роли микроконвекции в процессах СВС. Учет дополнительного конвективного массопереноса позволил объяснить имеющиеся расхождения расчетных и наблюдаемых параметров волны синтеза.
Определен нижний предел горения по давлению пластин титанового сплава ОТ-4 в среде O2–Ar. Значения нижнего предела монотонно уменьшаются по мере увеличения концентрации кислорода в смесях O2–Ar и растут с увеличением толщины образца. Определена скорость распространения горения по поверхности указанных образцов в смеси 75 % O2 + 25 % Ar при давлении ≤3,1 МПа. Показано, что для титана зависимость скорости горения от толщины образца существенно слабее, а от давления, напротив, существенно сильнее, чем аналогичные зависимости для цилиндрических образцов из мягкой стали, приведенные в литературе.
Методом отборов исследованы конденсированные продукты горения модельного топлива на основе перхлората аммония и алюминия. Определен гранулометрический состав продуктов горения и содержание металлического алюминия в частицах с размерами от 1,2 мкм до максимального в диапазоне давлений 0,6÷7,5 МПа на расстоянии от поверхности горения до 190 мм. Обнаружена многомодовая структура массовых распределений оксидных частиц в диапазоне размеров 1,2÷40 мкм. Получена эмпирическая зависимость выгорания металлического алюминия из совокупности агломератов от времени пребывания частиц в струе продуктов горения топливного образца.
С. В. Костин, В. В. Барзыкин, М. А. Нечаев*, С. А. Ловля*
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка *Научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики, 140090 Малаховка Московской обл.
Страницы: 79-82
Представлены количественные результаты экспериментального исследования прожигания стальных труб в водной среде продуктами горения термита. На основе анализа экспериментальных данных даны рекомендации по оптимальной организации процесса, приведена эмпирическая формула для расчета массы термита, необходимого для прожигания стальной стенки.
Приведены результаты измерений профилей давления на фронте ударных волн в бромоформе при детонации зарядов октогена диаметром 40 мм и длиной 22÷110 мм. Начальная плотность зарядов 1,81 г/см3. Во всех проведенных опытах зафиксирован монотонный спад давления, химпик не наблюдался. С увеличением длины заряда максимальные значения давления сначала растут, а затем падают. Анализ результатов измерений давления показывает, что при данных размерах зарядов и используемой системе инициирования процесс детонации октогена протекает в нестационарном режиме.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
