Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предложена модель горения одиночной частицы алюминия в газовых смесях, содержащих несколько окислительных реагентов, которая учитывает накопление окисла на частице алюминия, кинетику испарения Al и поверхностных химических реакций. Дан анализ расчетов, выполненных по данной модели, при различных параметрах газового потока для частиц размером 10 140 мкм, горящих в воздухе или в продуктах газификации твердого топлива. Выявлен ряд особенностей горения частиц алюминия, влияющих на время горения и долю Al₂O₃, образующегося на частице. Основной особенностью, связанной с кинетическими ограничениями и накоплением окисла, является сильная неравновесность процесса горения. Модель хорошо описывает экспериментальные зависимости времени горения частицы Al от ее размера и основных параметров потока. Расчет доли Al₂O₃, накопившегося на горящей частице, удовлетворительно согласуется с опытными данными.

С помощью волновой теории зажигания создан аналитический метод расчета временных характеристик воспламенения пористого образца потоком втекающего в вещество горячего газа (спутная нестационарная фильтрация). При использовании классических безразмерных переменных обнаружена аномальная зависимость временных характеристик зажигания от параметра = RT_ign / E:c увеличением значения длительность стадий воспламенения убывает, а не возрастает, как при кондуктивном нагреве вещества. Найден масштаб плотности газа, при использовании которого зависимость временных характеристик зажигания от параметра носит обычный характер. Показано, что для определения массового расхода газа можно использовать уравнения изотермической фильтрации. Численными расчетами подтверждена правильность основных допущений теории о стадийности процесса зажигания и волновом механизме нагрева вещества. Получено хорошее количественное совпадение выводов приближенного анализа и результатов численных расчетов. Ошибка в определении времени установления нулевого градиента температуры на границе образца и времени теплового взрыва не превышает 50 %.

В рамках одно- и двухтемпературной моделей описано поведение сферических волн горения газа в инертных пористых средах. Получены параметрические зависимости скорости, ускорения волн и температур газа и пористой среды в волне. Показано, что в расходящемся сферическом потоке газа волны горения, инициированные на различных радиусах сферы, сходятся к координате стоячей волны r^*, а в сходящемся потоке, наоборот, расходятся от нее. Экспериментально наблюдаемые закономерности распространения сферических волн горения хорошо описываются предложенными моделями.

Изложена методика обработки результатов манометрических испытаний зерненых образцов твердого топлива, позволяющая установить зависимость скорости горения от давления и определить текущую поверхность горения с учетом воспламенительного периода и периода догорания. Предлагаемая методика совмещает основные преимущества интегрального и дифференциального методов. Приведены результаты экспериментальных исследований для трех составов.

В широком диапазоне начальных давлений (0,7 100 кПа) и при комнатной температуре определены концентрационные пределы распространения пламени в смесях GeH₄–O₂ (воздух). Установлен цепно - тепловой характер распространения пламени и участие возбужденных промежуточных частиц в реакциях, лимитирующих скорость разветвления. Определены газофазные продукты реакции (H₂O₂, Н₂O, Н₂), и показано, что в зависимости от состава исходной газовой смеси меняются относительные выходы указанных компонентов и стехиометрия в целом. Обнаружено химическое индуцирование разложения GeH₂ процессом разветвленно - цепного окисления гидрида кислородом.

Экспериментально исследованы различные режимы распространения пламени, в том числе двухволнового режима, в закрытой трубе при однократном поджиге смесей GeH₄–O₂. Показано, что в зависимости от начальных условий, и в первую очередь от состава исходных смесей, в определенных участках реакционной трубы наблюдаются пространственно разделенные волны химических реакций окисления и разложения моногермана, приводящие к образованию двухслойного твердого осадка GeO/Ge. Установлено, что последовательность прохождения отдельных волн горения и осаждения слоев твердых продуктов, а также местонахождение зоны осаждения слоев в реакционной трубе определяются двумя взаимодействующими цепными процессами – окислением и разложением моногермана. Показано, что кинетика тепловой релаксации реакционной смеси после прохождения волн горения определяется скоростью кондуктивной теплопередачи от разогретых твердых частиц (продуктов реакций) к газовой фазе.

Методами термогравиметрии, дифференциально - термографического, химического и рентгенофазового анализа изучено влияние скорости нагрева порошкообразного лантана в воздухе на природу продуктов взаимодействия. Установлено, что при скоростях нагрева до 150 К/мин взаимодействие с воздухом заканчивается образованием оксида лантана. В интервале скоростей 150 600 К/мин наряду с La₂O₃ образуется нитридная фаза. Дальнейшее повышение скорости нагрева вновь приводит к образованию лишь оксидной фазы. Рассмотрены причины такого поведения лантана.

Впервые зарегистрирована детонация мононитробензола и пропаргилового спирта при пониженной плотности в стальных трубах диаметром 10 мм с толщиной стенки 13 мм при мощном инициировании. Значения скорости детонации нитробензола составляют 25 50 % от идеальной, получаемой термодинамическим расчетом. На основе результатов расчета доли вещества, разогревающегося и сгорающего при детонации, рассмотрены условия стационарного распространения детонационного процесса и рассчитаны критические значения пористости для каждого из веществ, которые хорошо согласуются с полученными экспериментально.

При помощи манганинового датчика давления зарегистрирована конфигурация ударного фронта в церии, свидетельствующая об осуществлении в нем изоморфного превращения при давлении 0,76 ГПа.

Проведены две серии экспериментов по определению сдвиговой прочности ударно-сжатого алюминия (марки АД1) при давлении 4 16 ГПа, в том числе в волнах догрузки и разгрузки. В качестве контрольного вещества исследован насыщенный водный раствор ZnCl₂. Уточнены ранее полученные результаты исследований по определению сдвиговой прочности материалов методом измерения двух главных напряжений. Подтверждено, что в алюминии и его сплавах при амплитудах ударных волн, превышающих 10 ГПа, на ударном фронте происходит релаксация касательных напряжений. Выяснены причины расхождений при определении сдвиговой прочности металлов в ударной волне в предшествующих работах.