Проведен анализ процессов коагуляции и аэродинамического дробления жидких частиц оксида алюминия в ускоряющемся газовом потоке сопла Лаваля. Для вычисления характерного диаметра частиц на выходе из сопла предложена формула, полученная в результате приближенного аналитического решения уравнений двухфазного течения. Рассчитанный теоретически предельный диаметр частиц в критическом сечении близок к среднемассовому диаметру, который получается при численном моделировании полидисперсных двухфазных течений с коагуляцией и дроблением частиц. Предложенная формула согласуется с корреляционными зависимостями Р. В. Хермсена и подтверждается многочисленными опубликованными данными измерений среднемассового диаметра частиц оксида алюминия в выхлопных струях малых, средних и крупных твердотопливных ракетных двигателей. Формула содержит физические параметры, значения которых легко вычисляются и задаются. Проведено тестирование формулы по входящим в нее параметрам. На основании сопоставления теоретических расчетов с многочисленными экспериментальными данными формула рекомендована для предсказания размера частиц оксида алюминия в выхлопных струях различных типов ракетных двигателей на твердом топливе.
Описан способ голографической регистрации факела, распыленного вращающейся форсункой топлива, используемый для анализа дисперсности капель. Приведены результаты исследования.
Представлены методика проведения экспериментов и результаты исследований по воспламенению образцов различной формы из композиционных полимерных материалов в газовых потоках. Основным механизмом воспламенения в этих условиях считается переход гетерогенной реакции окисления продуктов сажеобразования (сажа и пироуглерод) с поверхности контакта с окислителем во внутрипоровое пространство, контролируемое диффузией. Приведено балансовое соотношение между теплоприходом и теплоотводом на пористой реагирующей поверхности для оценки условий воспламенения композиционных материалов в исследуемых условиях.
Рассмотрено влияние плавления инерта на закономерности безгазового горения в случае одностадийной реакции. Аналитически и численными методами исследованы стационарные режимы горения с фазовым переходом. Показано, что фазовый переход различным образом проявляется в зависимостях скорости горения от количества инерта и начальной температуры. Анализируются режимы горения, в которых скорость фронта в рассматриваемой модели не зависит от количества инертной добавки. Обсуждается возможность использования таких режимов при изучении влияния на горение структурных факторов.
А. И. Кирдяшкин, Р. А. Юсупов, Ю. М. Максимов, В. Д. Китлер
Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН, 634021 Томск, maks@fisman.tomsk.su
Страницы: 85-89
Представлены результаты экспериментального исследования закономерностей горения и формирования продуктов в реакциях горения порошковых смесей на основе ильменита и кварца. Изучены режимы реакций с образованием пористых микрогетерогенных композиций Al2O3—металлоподобный сплав. Показана взаимосвязь механизмов очагового режима горения и образования анизотропной макроструктуры продуктов взаимодействия.
Предложен и экспериментально опробован способ непрерывного измерения ЭДС горения электропроводных конденсированных систем в течение всего времени горения образца с использованием электродов, выполненных из твердых продуктов горения (шлака) изучаемой конденсированной системы.
А. В. Фёдоров
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск; Новосибирский государственный архитектурно-строительнеый университет, 630008 Новосибирск, fedorov@ngasu.nsk.ru
Страницы: 97-100
Предложена упрощенная математическая модель, являющаяся точечным приближением математической модели механики гетерогенной смеси газов, твердых частиц и жидких капель для описания воспламенения и горения подобных композитных газовзвесей. На ее основе решена задача о воспламенении взвеси микрокапель тридекана за фронтом отраженной ударной волны в некоторой довольно широкой области давлений газа за фронтом отраженной ударной волны.
Рассмотрен вопрос о пределах детонации тройных смесей воздуха с двухкомпонентным газообразным горючим на основе представления области детонации с помощью правила Ле-Шателье. Описаны примеры некорректной трактовки условий подавления детонации в смесях водорода с воздухом за счет добавок углеводородов без учета изменения суммарного состава смеси. Высказано мнение о расширении области взрывоопасности бедных водородовоздушных смесей при вводе малых добавок газообразных углеводородов.
С использованием математической модели двухфазной двухскоростной среды численно исследована регулярная ячеистая структура при детонации криогенной смеси (газообразный водород — капли жидкого кислорода) в плоском канале. Получены данные о размере ячеек, их форме, а также относительной высоте неровностей детонационного фронта. Изучено влияние начального давления и химического состава смеси на геометрические характеристики ячейки.
С использованием интерферометра VISAR исследованы зоны реакции в стационарных детонационных волнах в гексогене, октогене, TNETB и ZOX при различной начальной плотности. Определена критическая начальная плотность, при которой происходит качественное изменение структуры зоны реакции: ниже критической плотности регистрируется химпик, тогда как при ее превышении химпик исчезает и наблюдается рост давления. Показано, что критическая плотность при заданной дисперсности взрывчатых веществ зависит от способа прессования заряда и равна 1.73; 1.84; 1.56 и 1.71 г/см3 для гексогена, октогена, TNETB и ZOX соответственно. Сделан вывод о том, что необычная структура детонационной волны обусловлена реакцией взрывчатого вещества непосредственно во фронте ударной волны.