Главная – Журналы – Поиск по журналам

Получено так называемое спиновое распространение пламен предварительно перемешанных горючих газовых смесей. Наблюдалось непрерывное вращательное движение одного, двух и трех очагов пламени.

Исследованы закономерности образования вихревых структур при горении смеси горючего газа с воздухом, вдуваемой через отверстие в плоской пластине вертикально вниз. Обнаружено, что форма, расположение и число вихревых ячеек определяются скоростью истечения и составом горючей смеси. Показано, что при увеличении скорости начиная от минимального критического значения, при котором возникает вихревая структура, число вихревых ячеек уменьшается от пяти-шести до одной. Дальнейшее увеличение скорости истечения газа приводит к турбулизации потока продуктов горения. Наличие вихревой структуры увеличивает критическое число Рейнольдса, при котором течение становится турбулентным. Обратный переход к структуре с увеличенным количеством вихревых ячеек происходит с <запаздыванием> по скорости истечения газа (гистерезис по расходу газа). Изменение скорости истечения сопровождается бифуркацией числа вихревых ячеек.

Установлен физический механизм, обусловливающий наблюдаемое в эксперименте сильное замедление роста максимальной температуры каркаса в волне фильтрационного горения газа с ростом расхода. При этом максимальные температуры газа и каркаса сравниваются и сильно сокращается зона тепловой релаксации. Введена классификация режимов на основе критерия температурной гетерогенности φ₁. Получены явные аналитические решения для волны в случаях φ₁ < 1 и φ₁ % 1. Рассмотрена поправка на обратные реакции в продуктах горения. Путем численных расчетов с детальной кинетической схемой изучено влияние состава на поведение волн. Проведена оценка энергии активации для ультрабогатых и ультрабедных метановоздушных смесей. Сделан вывод о достижении при φ₁ % 1 предельной эффективности теплового рекуперативного цикла в волне, предложены способы ее максимизации.

Впервые дано полное решение нестационарной фильтрационной задачи о тепловом взрыве, включая постиндукционный период. Исследована динамика полей температур, давления внутрипорового газа и глубины превращения конденсированной фазы в зависимости от дефицита активного газового реагента в реагирующей пористой среде. Основное внимание уделено образованию и распространению фронтальных режимов экзотермического химического превращения (их количество, направление и скорость распространения, степень превращения конденсированной фазы во фронте). Выявлены процессы <двойного самовоспламенения>", режимы распространенияволны горения с неполным превращением во фронте. Рассмотрен приповерхностный режим теплового взрыва, лимитируемый фильтрацией газа извне. Установленные закономерности динамики экзотермического химического взаимодействия позволяют на качественном уровне регулировать высокотемпературный синтез в условиях теплового взрыва.

Рассмотрена модель безгазового горения, основанная на предположении о том, что среда состоит из реакционных ячеек, теплообмен между которыми происходит намного медленнее, чем теплопередача внутри ячейки. Для различных скоростей реакции и кинетических законов рассчитаны температурные зависимости скорости горения, которые сопоставлены с известными экспериментальными данными. Установлена тепловая и концентрационная структура волны горения. Определены области существования и границы устойчивости микрогетерогенного и квазигомогенного режимов безгазового горения в зависимости от предэкспонента и энергии активации химической реакции. Проанализировано влияние резкого ускорения реакции в критической точке (например, в точке фазового перехода) на закономерности горения.

Исследованы режимы горения системы Ti+2B с высоким массовым содержанием меди и железа (63 ÷ 83$ %) в зависимости от начальной температуры, состава образца и размера частиц реагентов. Определены параметрические области существования высоко- и низкоскоростных послойных и спиновых режимов горения.

На основе двухтемпературной, двухскоростной нестационарной модели безгазового горения, учитывающей структурные превращения, связанные с силовым действием фильтрующегося в порах газа, с жидкофазным спеканием и объемными изменениями конденсированной фазы при химическом превращении, исследованы автоколебательные режимы горения. Показано, что структурные превращения существенно влияют на характер распространения волны горения и могут стабилизировать либо дестабилизировать горение. Основными структурными параметрами, существенно влияющими на устойчивость волны горения, являются начальная пористость, размер частиц и давление.

Изучена задача о подъеме и воспламенении частицы угля в поле течения, возникающего после прохождения вдоль запыленной поверхности ударной волны. Описание динамики частицы проведено на основе разработанной и верифицированной ранее математической модели, учитывающей действие сил Саффмана и аэродинамической интерференции. Для моделирования процесса реагирования частицы угля используются представления теории приведенной пленки. Выполнены расчеты, выявляющие качественные и количественные особенности динамики и воспламенения частицы угля. Сопряженная математическая модель верифицирована по экспериментальным данным о траекториях и зависимости времени задержки воспламенения частиц угля от температуры газа за фронтом проходящей ударной волны.

Рассмотрена модель нестационарного горения слоевой конденсированной системы типа <сэндвич>, состоящей из параллельных слоев одновременно горящих компонентов, способных к самостоятельному горению. Определена функция отклика массовой скорости горения такой системы на периодическое изменение давления с учетом взаимодействия компонентов за счет разности их скоростей горения. В линейном приближении проанализировано горение таких систем при резком изменении давления. Показано, что характер этих процессов и их длительность зависят от отношения толщины слоя медленногорящего компонента к толщине его прогретого слоя. Установлено, что искривления поверхности горения компонентов в процессе нестационарного горения слоевой конденсированной системы могут существенно изменять характер нестационарного горения всей системы, в частности, повышать или понижать его стабильность.

Работа посвящена математическому моделированию дисперсности агломератов, образующихся при горении алюминизированных твердых топлив. Показано существенное влияние на размеры агломератов условий отрыва укрупняющихся частиц металла от поверхности горящего топлива. Создана математическая модель образования агломератов применительно к топливам, для которых характерно активное горение металлического горючего в поверхностном слое. Удовлетворительное качество моделирования подтверждено соответствием экспериментальных данных и результатов расчетов.