Представлен анализ экспериментов по сжиганию водорода, инжектируемого в канал со сверхзвуковым высокотемпературным потоком на входе. Анализ проведен с помощью специально разработанной двумерной полуэмпирической модели, основанной на численном интегрировании параболизованных уравнений Навье – Стокса с учетом конечных скоростей химических реакций. Показано, что появление в рассматриваемых экспериментах двух режимов горения с «короткой» и «длинной» областями повышенного давления вызвано тем, что тепловыделение может происходить как в непосредственной окрестности инжекторов, так и по всей длине канала с образованием глобальной отрывной (застойной) зоны. Поток в канале в обоих режимах горения, за исключением ограниченных по размерам областей, остается сверхзвуковым.
В рамках теории Зельдовича – Франк-Каменецкого о тепловом распространении пламени рассмотрены термодинамические свойства открытой нелинейной системы и построена неравновесная энтропия стационарной волны горения. Проведен качественный и численный анализ неравновесной динамической системы, построены функции распределения локального производства энтропии по пространственной переменной. Показано, что полное производство энтропии в системе является функционалом на интегральных кривых, обладающим экстремальными свойствами, и его минимум соответствует единственному физически содержательному решению задачи. Методами неравновесной термодинамики обоснована процедура "обрезки" (обращения в нуль) скорости реакции. Представлена вариационная формулировка задачи для расчета стационарной волны горения.
В. И. Быков, С. Б. Цыбенова*
"Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск *Красноярский государственный технический университет, 660074 Красноярск"
Для базовой модели теории горения с размерными параметрами – динамической модели экзотермической реакции первого порядка в проточном реакторе идеального смешения – реализована процедура параметрического анализа. Построены параметрические зависимости стационарных состояний от размерных параметров, кривые кратности и нейтральности стационарных состояний, параметрические и фазовые портреты системы. Выделены области множественности стационарных состояний и автоколебаний, а также область технологически безопасных режимов. Проведено сопоставление режимов горения в реакторах идеального смешения и вытеснения.
А. М. Гришин, Е. Е. Зеленский*, Д. Г. Вылегжанин
"Томский государственный университет, 634050 Томск, fire@fire.tsu.tomsk.su *Кемеровский государственный университет, 650043 Кемерово, zelen@mail2.kemsu.ru"
В рамках диффузионной модели переноса излучения изучено влияние лучистого теплообмена в пологе леса на внутреннюю структуру и тепловую устойчивость фронта верхового лесного пожара.
Методами механики реагирующих гетерогенных сред построена математическая модель воспламенения взвеси угольных частиц в газе. Изучены некоторые ее качественные особенности, позволяющие выявить разные характерные варианты тепловой динамики смеси: гетерогенное воспламенение посредством реакции окисления коксового остатка, гомогенное воспламенение, вызванное процессом окисления летучих веществ в газовой фазе, смешанное воспламенение за счет одновременного действия поверхностной и объемной реакций. Проведена верификация модели по известным опытным данным, относящимся к задержкам воспламенения взвесей частиц угля в воздухе и кислороде в отраженных ударных волнах
С использованием модифицированных уравнений и безразмерных параметров тепловой теории воспламенения частиц металлов проанализированы условия воспламенения компактных образцов и фольги из железа, никеля, меди и нержавеющей стали в кислороде при давлении 0.1?70 МПа. Расчетные данные сопоставлены с результатами эксперимента.
А. П. Ильин, А. А. Громов, В. И. Верещагин, Е. М. Попенко*, В. А. Сургин*, А. Лен**
"НИИ высоких напряжений Томского политехнического университета, 634050 Томск, admin@admin.hvri.tpu.edu.ru *Бийский технологический институт Алтайского государственного технического университета, 659305 Бийск **D.L.D. International, Париж, Франция"
Исследован процесс горения сверхтонкого порошка алюминия (среднеповерхностный диаметр частиц 0.1 мкм) в закрытой бомбе при начальном давлении воздуха 1 атм. Горение протекает в две стадии, как и на открытом воздухе. Показано, что в процессе двухстадийного горения сверхтонкого порошка алюминия в бомбе массовое содержание химически связанного азота в конечных продуктах увеличивается на 20% в пересчете на нитрид алюминия. Увеличение фиксации азота в замкнутом объеме подтверждает предложенный ранее механизм связывания азота воздуха с участием газовой фазы при горении алюминия.
В рамках модели квазистационарного фронта плавления исследовались критические условия воспламенения одиночной частицы, взаимодействующей с плавящейся средой с образованием интерметаллического соединения на ее поверхности. Для линейного и параболического законов торможения на диаграмме критических параметров выделены три характерные области, трансформирующиеся с изменением критерия Био. Показано, что при малых значениях этого критерия условия саморазогрева частицы идентичны условиям воспламенения в среде с постоянной температурой. При значениях критерия Био больше единицы на критические условия существенное влияние оказывают параметры, определяющие кинетику плавления. Особенности саморазогрева одиночной частицы могут определять качественный характер саморазогрева гетерогенной системы в целом.
Приведены результаты динамической рентгенографии при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе порошковой смеси 3Cu–Al в режиме теплового взрыва. Рассмотрена последовательность этапов формирования конечного продукта, начиная с прогрева исходной смеси и взаимодействия ее компонентов и заканчивая фазовыми переходами при охлаждении полученного материала – интерметаллидов Cu9Al4 и Cu3Al, которые являются базовыми составляющими триботехнических материалов на основе Cu. Показано, что при нагреве в температурном интервале 550÷590°С интенсивность дифракционных линий Al падает до уровня фона. Экзотермическая реакция синтеза интерметаллида инициируется при температуре 610÷630°С. В волне горения в период резкого роста температуры до 1040°С одновременно фиксируется наличие исходной меди и вновь образовавшейся высокотемпературной β–фазы со структурой Cu9Al4. При охлаждении полученного материала вплоть до 300°С в его составе присутствуют две кубические фазы — Cu9Al4 и α–твердый раствор Al в Cu. Дальнейшее остывание сопровождается образованием и ростом пиков фазы Cu3Al с орторомбической решеткой. Фазовый состав алюминиевой бронзы, полученной методом СВС при горении в режиме теплового взрыва, неравновесный.
На примере конденсированной системы 3Zr+2WO3 показано, что перед фронтом горения образца, запрессованного в жесткую полузамкнутую неразрушаемую оболочку, наблюдается распространение слабой волны разгрузки. При достаточно большой высоте образца (9 мм) эта волна еще до прихода туда волны горения вызывает появление вблизи торца заметных деформаций.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
0.1 мкм) в закрытой бомбе при начальном давлении воздуха 1 атм. Горение протекает в две стадии, как и на открытом воздухе. Показано, что в процессе двухстадийного горения сверхтонкого порошка алюминия в бомбе массовое содержание химически связанного азота в конечных продуктах увеличивается на 
9 мм) эта волна еще до прихода туда волны горения вызывает появление вблизи торца заметных деформаций.