В. Л. Страхов, А. Н. Гаращенко, Г. В. Кузнецов*, В. П. Рудзинский*
"Научно-производственная фирма “Теплоогнезащита”, 141300 Сергиев Посад, Московской обл. *НИИ прикладной математики и механики при Томском государственном университете, 634050 Томск"
Представлена математическая модель горения вспучивающихся огнезащитных материалов, учитывающая основные физико-химические процессы, протекающие при горении таких материалов. В модели используется минимальное количество эмпирических постоянных, определяемых в условиях, близких к моделируемым. Результаты численного анализа хорошо соответствуют экспериментальным значениям температур на границе “вспучивающийся материал – защищаемая конструкция”.
Исследованы критические условия теплового взрыва плоского слоя при граничных условиях второго рода на одной поверхности и третьего рода на другой. Вычислен критический параметр Франк-Каменецкого. Даны аппроксимирующие функции для определения критического параметра.
Для увеличения энергетических характеристик баллиститных порохов в их состав вводятся мощные взрывчатые вещества (ВВ) – гексоген или октоген. Их влияние на катализ горения порохов в литературе почти не освещено. В статье рассматривается роль гексогена и октогена в катализе горения баллиститных порохов. Экспериментально исследованы пороха, имеющие различный состав и энергетику. Найдено, что гексоген или октоген уменьшают скорость горения баллиститных порохов (без катализаторов) средней и повышенной калорийности независимо от того, как они влияют на энергетику порохов и характеристики их горения. Показано, что если катализаторы влияют на скорость горения пороха, то добавление гексогена или октогена к этому пороху (сверх 100%) не уменьшает относительную эффективность катализа, а даже несколько увеличивает ее.
Развита теория стационарной волны воспламенения в неравновесной по скоростям фаз многокомпонентной смеси газа и частиц магния. Определены в том числе условия, при которых воздействие ударной волны на облако частиц приводит к их воспламенению либо к “регулярному” нагреву. Выявлены качественно различные типы поведения температур дисперсной и газовой фаз за фронтом лидирующей ударной волны. Продемонстрирована существенная роль межфазного трения на ранних стадиях развития теплового взрыва. Проведена верификация модели на основе данных эксперимента по зависимости периода индукции окислительной реакции в облаке частиц от числа Маха ударной волны. Показано согласование расчетных данных, полученных в рамках равновесной и неравновесной по скоростям фаз моделей при малых размерах частиц.
Рассматривается конвективная детонация “газ – пленка” в жесткой пористой среде. Движение газовой фазы описывается дискретной стохастической моделью решеточного газа с учетом реальных законов трения и теплообмена фаз. Кинетика реакции задавалась так, чтобы характерное время горения соответствовало эксперименту. Модель воспроизводит основные характеристики явления: неплоский (изрезанный) фронт волны, плавное нарастание среднего по сечению заряда давления, заторможенность среднего течения, медленное охлаждение продуктов горения после окончания реакции.
Экспериментально показано существование самоподдерживающейся детонации в вакуумированной взвеси частиц вторичного взрывчатого вещества. Опыты проведены с октогеном в вертикальной ударной трубе диаметром 0,07 м и длиной 7 м в диапазоне среднеобъемных концентраций частиц 0,32 0,92 кг/м3. Установлено, что скорость вакуумной детонации практически не зависит от среднеобъемной концентрации частиц и составляет (1750 50) м/с, профиль давления волны вакуумной детонации плавный. Приведены данные об электропроводности продуктов вакуумной детонации и длине зоны реакции.
Представлены результаты исследования откольного разрушения и возбуждения взрывчатого превращения в пластическом взрывчатом составе ТП-83 при ударно-волновом нагружении. В первом случае образцы толщиной 20 мм нагружались ударом стальных пластин толщиной 1,0 и 1,6 мм, разгоняемых взрывом до скоростей 120 420 м/с, во втором случае — до скоростей 430 ÷ 580 м/с. Кроме того, во втором случае образцы толщиной 5 мм нагружались ударом медных пластин толщиной 0,10 0,28 мм, разгоняемых до скоростей 590 1250 м/с. Расчет условий нагружения образцов выполнялся в упругопластической постановке. Установлены и аналитически представлены взаимосвязи нагрузок, приводящих к откольному разрушению взрывчатого состава и к возбуждению в нем взрывчатого превращения, с реализуемыми условиями ударно-волнового нагружения.
Предложена новая идея экспериментальной методики, позволяющей определять производную давления по температуре в точке пересечения ударной адиабаты и линии равновесия двух фаз в координатах давление – температура. Дана оценка измеряемых величин на конкретном примере полиморфного превращения белого олова в ударных волнах.
С целью проверки электромагнитной модели ударного сжатия проводника в магнитном поле проведены ударно-волновые эксперименты с константаном. Результаты экспериментов показывают, что электромагнитная модель дает качественно правильное описание явления. Некоторое несогласование между расчетными и экспериментальными зависимостями может быть связано с факторами, не учитываемыми моделью (конечная толщина ударного фронта, неодномерность ударной волны и электромагнитного поля в измерительной ячейке). Из экспериментов определена электропроводность константана в условиях однократного ударного сжатия. Выполненные исследования позволяют обосновать электромагнитную модель ударного сжатия металла в магнитном поле и служат основой для разработки новых методик динамического эксперимента.
Исследуются термоэлектрические эффекты в биметаллической пластине, нагружаемой скользящей детонационной волной. Измерено распределение электрического потенциала на поверхности такой термопары, неоднородно нагретой вследствие высокоскоростной деформации. Результаты эксперимента используются для определения напряженного состояния металла и сопоставляются с расчетами, выполненными в рамках модели Ми – Грюнайзена.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
0,92 кг/м3. Установлено, что скорость вакуумной детонации практически не зависит от среднеобъемной концентрации частиц и составляет (1750 
50) м/с, профиль давления волны вакуумной детонации плавный. Приведены данные об электропроводности продуктов вакуумной детонации и длине зоны реакции.