В. А. Кириллов, И. А. Михайлова, С. И. Фадеев*, В. К. Королёв*
"Институт катализа им. Г. К. Борескова, 630090 Новосибирск, v.a.kirillov@catalysis.nsk.su; *Институт математики им. С. Л. Соболева, 630090 Новосибирск"
Страницы: 22-32
Разработана математическая модель для анализа протекания газожидкостных реакций гидрирования углеводородов, сопровождаемых испарением жидкости и химическим превращением в жидкой и паровой фазах на пористом зерне катализатора. Численно исследованы критические явления, возникающие при взаимодействии экзотермической каталитической реакции, межфазовых переходов, многокомпонентной диффузии и капиллярного впитывания. Определены области множественности стационарных режимов в зависимости от смоченности внешней поверхности зерна катализатора, активности катализатора, теплового эффекта реакции, теплоты испарения и параметров, характеризующих пропитывание зерна жидкостью. Проведенное сравнение с экспериментальными данными подтвердило адекватность математической модели.
Экспериментально сопоставлены закономерности распространения волны тления в пористых слоях сосновых опилок в спутном и встречном потоках воздуха в закрытой (реагирующей только с торца) и полуоткрытой (реагирующей с плоской свободной поверхности) системах. Для обеих систем изучена форма фронта тления и зависимость скорости волны тления от направления и скорости потока воздуха, пористости слоя горючего, дисперсности опилок. Изучена максимальная температура в волне тления. В закрытой системе при скорости потока воздуха не меньше 5–7 см/с скорость тления в спутном потоке на порядок превышает таковую во встречном потоке. В спутном потоке скорость волны тления в закрытой системе примерно на два порядка выше, чем в полуоткрытой системе. Дано объяснение изученным экспериментальным зависимостям.
На основе анализа особенностей горения взвесей металлических порошков разработан способ стабилизации пламени в реакторе синтеза оксидов металлов. Создан и описан экспериментальный реактор, реализующий этот способ. Проведены исследования воспламенения и горения аэровзвеси алюминиевых порошков АСД-1, АСД-4, и подтверждено их надежное воспламенение и устойчивое горение в камере сгорания реактора. Показано, что эффективность сжигания алюминиево-воздушной смеси определяется дисперсностью порошка, условиями смешения потоков и давлением в камере сгорания.
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.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
