Дается исторический обзор развития авиации с периода первых попыток создания летательных аппаратов тяжелее воздуха до настоящего времени. На примерах наиболее известных в мире самолетов прослежены основные этапы развития военной и гражданской авиации за истекшие сто лет. Кратко рассмотрены возможные тенденции развития основных типов самолетов на ближайшее будущее.
Н. А. Славинская, А. М. Старик
Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова, 111116 Москва star@ciam.ru
Ключевые слова: смесь изооктан- воздух, кинетическая схема,самовоспламенение.
Страницы: 42-63
Разработана кинетическая схема для описания самовоспламенения изооктана в воздухе, насчитывающая 976 реакций с участием 126 компонентов и удовлетворительно описывающая особенности процесса как при низких, так и при высоких начальных температурах смеси. Результаты численного моделирования с погрешностью не хуже 30 % согласуются с экспериментальными данными по пиролизу изооктана и по времени задержки самовоспламенения смеси изооктан + воздух в интервалах начальных значений давления 0,1 ÷ 4,5 МПа и температуры 700 ÷ 1300 К при коэффициенте избытка топлива 0,5 ÷ 2,0.
А. П. Герасев
Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, 630090 Новосибирск, a.gerasev@ngs.ru
Ключевые слова: ламинарное горение, автоволна, неравновесная термодинамика, производство энтропии.
Страницы: 64-74
Рассмотрены термодинамические свойства активной распределенной кинетической системы, и построено уравнение баланса энтропии автоволн ламинарного горения при произвольном числе Льюиса. Проведен качественный и численный анализ локального и полного производства энтропии в динамической системе с трехмерным фазовым пространством. Показано, что полное производство энтропии в системе является функционалом автоволнового решения задачи. Из однопараметрического семейства математически равноправных решений минимум функционала соответствует единственному физически содержательному решению. Представлена вариационная формулировка задачи, при решении которой не используется процедура обращения в нуль скорости реакции при низких температурах. Проведено сопоставление результатов вычислительных экспериментов с литературными данными.
И. С. Альтман
National CRI Center for Nano Particle Control, Institute of Advanced Machinery and Design, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea School of Environmental Engineering, Faculty of Environmental Sciences, Griffith University, 4111, Brisbane 4111, QLD, Australia, altman@snu.ac.kr
Ключевые слова: пламена, наночастицы, температура.
Страницы: 75-77
Обсуждается принципиальная возможность определения температуры нанооксидов в пламенах по спектру теплового излучения. Показано, что экспериментально определенная температура может быть близкой к реальной температуре частиц только в случае достаточно высокой концентрации структурных дефектов в частицах. Отмечается необходимость учета энергии, запасенной в этих дефектах, при описании тепловыделения металлсодержащих пламен.
Г. В. Кузнецов, Г. Я. Мамонтов*, Г. В. Таратушкина**
Томский политехнический университет, 634050 Томск, g-kuznetsov@beep.ru *Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634050 Томск **Томский государственный университет, 634050 Томск
Ключевые слова: зажигание, конденсированное вещество, частица, высокие температуры, численное моделирование.
Страницы: 78-85
В рамках двумерной модели теплопереноса решена задача о зажигании конденсированного вещества одиночными, нагретыми до высоких температур частицами. Численные исследования проведены для типичных материалов — поливинилнитрата и углеродистых частиц. Установлено, что режимы воспламенения конденсированного вещества одиночной частицей при относительно низких температурах адекватны по времени задержки воспламенения режимам нагрева конденсированного вещества газовым потоком без частиц, а при высоких температурах — режимам нагрева металлической пластиной с фиксированной температурой. В некотором достаточно узком диапазоне температур частиц применение двумерной модели теплопереноса приводит к существенно отличным от других режимов временам задержки воспламенения.
Е. В. Самуйлов, М. В. Фаминская, Е. С. Головина
ОАО «Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского», 119991 Москва, evsam@eninnet.ru
Ключевые слова: математическая модель, газификация, диоксид углерода, коксовые частицы, активные центры, диффузия, пористая структура.
Страницы: 86-94
Разработана математическая модель процесса газификации одиночной углеродной частицы в среде диоксида углерода. Учитываются пористая структура частицы, процессы диффузии, кинетика процессов газификации на поверхности пор по модели Ленгмюра — Хиншельвуда, реагирование на активных углеродных центрах. Температура частицы задается. Результаты расчетов показывают, что газификация частицы и выход оксидов углерода продолжаются и после прекращения подачи газифицирующего реагента, что объясняется задержкой во времени отрыва от поверхности пор комплексов C(O)L — подвижных атомов кислорода, соединенных с атомами углерода, выход CO при газификации значительно уменьшается в начальный период времени из-за уменьшения количества свободных активных углеродных центров. Получены данные о распределении степени конверсии углерода и других параметров по радиусу частицы в зависимости от времени.
Г. В. Жижин
Северо-Западный государственный заочный технический университет, 191186 Санкт-Петербург gv@nwpi.ru
Ключевые слова: пламя, скорость, температура, плавление, модель.
Страницы: 95-102
Построена модель волны горения в конденсированных смесях с автоторможением тугоплавким продуктом реакции с учетом уменьшения поверхности частиц тугоплавкого реагента в процессе химического взаимодействия с легкоплавким реагентом. Для получения приближенного аналитического решения использован метод полубесконечной зоны реакции. Корректность метода подтверждена качественным и численным исследованием дифференциальных уравнений. Известная по литературе модель рассматриваемого процесса не учитывала изменение поверхности частиц тугоплавкого реагента, что проводило к игнорированию принципиальной характеристики всех химических реакций — непрерывному уменьшению скорости реакций при выгорании реагентов.
Н. Е. Ермолин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск, ermolin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: динитрамид аммония, пиролиз, проточный реактор, кинетика, численное моделирование.
Страницы: 103-121
С целью уточнения кинетического механизма, предложенного ранее для описания химической структуры пламени ADN, проведено численное моделирование химических процессов при давлении 10 Торр и 3 ÷ 40 атм в продуктах термического разложения и в пламени ADN. Приведены результаты численного моделирования процесса пиролиза продуктов сублимации ADN в проточном реакторе в температурном интервале 373 ÷ 920 К при давлении 10 Торр. Обсуждаются особенности численного моделирования реакции NH3 с HN(NO2)2 в условиях высоких температур и низких давлений, а также причины значительного расхождения результатов расчетов, полученных с использованием известных одномерных моделей. Предложена методика, позволяющая адаптировать одномерные расчетные алгоритмы применительно к быстропротекающим процессам, количественно оценивать вклад зоны прогрева в химические процессы. На основе сопоставления расчетных данных с экспериментальными оценены вклады отдельных стадий и компонентов в процесс пиролиза, а также значения констант скоростей. Сделан вывод о протекании процесса сублимации ADN по диссоциативному механизму: ADNc → NH3 + HN(NO2)2.
М. А. Бражников, М. Ф. Гогуля
Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 119991 Москва, gogul@polymer.chph.ras.ru
Ключевые слова: ударное сжатие, вода, температура, люминесценция, излучение, прозрачные среды.
Страницы: 122-131
Исследовалось излучение ударно-сжатой воды в диапазоне давлений 10,0 ÷ 39,5 ГПа, нагружаемой через преграды из различных металлов (Al, Mg, Cu). Показано, что интенсивность излучения зависит как от давления ударного сжатия, так и от природы металла. При давлениях ниже 25 ГПа в области прозрачности воды интенсивность излучения существенно превосходит предполагаемый уровень теплового излучения. Обнаруженный эффект отчасти может быть объяснен взаимодействием материала преграды с водой, а также нетепловым излучением ударно-сжатой воды. Для сравнения приведены некоторые экспериментальные данные по ударно-индуцированному излучению ряда прозрачных материалов (оптическое стекло «Крон-8», глицерин, хлорид натрия).
А. Н. Афанасенков
Институт проблем химической физики РАН, 143432 Черноголовка, ilmaslov@mail.ru
Ключевые слова: взрывчатое вещество, работоспособность, метод Трауцля,теплота взрыва, объем газов взрыва.
Страницы: 132-139
Предложена простейшая формула для расчета абсолютного значения работоспособности взрывчатого вещества, определяемой по методу Трауцля (расширение в свинцовой бомбе), которая содержит только один параметр — относительную работоспособность взрывчатого вещества, рассчитываемую по теплоте взрыва и объему газов взрыва.