Главная – Журналы – Поиск по журналам

В обзоре рассмотрены научные проблемы, возникающие в связи с созданием различных устройств с использованием детонации в управляемом частотном режиме (пульсирующая детонация). Частота циклов может варьироваться путем независимого инициирования детонации контролируемой системой поджига. Рассмотрены проблемы инициирования детонации применительно к частотному режиму: прямое инициирование, переход от дефлаграции к детонации, переход сформированной в узком канале детонационной волны в широкий канал. Рассмотрен вопрос о возможности использования термохимической конверсии в устройствах с пульсирующей детонацией. Приведены примеры применений на практике устройств с пульсирующей детонацией (пульсирующий детонационный двигатель, использование пульсирующей детонации для сверления и дробления пород, освобождение резины от металлокорда в изношенных автопокрышках).

Представлены наиболее важные аспекты современных экспериментальных исследований газовой детонации и ее математического моделирования. Приведены примеры технологического использования газовой детонации.

Экспериментально обнаружено, что флегматизирующая концентрация трифториодметана зависит от типа применяемого источника зажигания. Показано, что минимальная флегматизирующая концентрация трифториодметана для метановоздушных смесей не менее 45%, а для гептановоздушных — не менее 50%.

Приведены результаты расчета диффузионного горения системы плоских сверхзвуковых водородных струй в сверхзвуковом потоке. Расчеты выполнены с использованием параболизованных уравнений Навье — Стокса, замкнутых однопараметрической (k - l_ω)-моделью турбулентности и многостадийным механизмом окисления водорода. Анализируется влияние состава воздушного потока и способов подачи топлива на форму фронта пламени и полноту сгорания водорода.

Рассмотрена термодинамика физико-химических процессов при протекании обратимой реакции в открытой распределенной кинетической системе, и построена неравновесная энтропия автоволн ламинарного горения. Проведен качественный и численный анализ локального и полного производства энтропии в системе. Показано, что полное производство энтропии является функционалом на интегральных кривых, обладающим экстремальными свойствами, и его минимум соответствует единственному физически содержательному решению задачи. Проведено сопоставление результатов решения задач с кинетическими уравнениями, учитывающими обратимый и необратимый характер протекания химической реакции.

Экспериментально показано, что в режиме низкой скорости распространения пламени при фильтрации горючей газовой смеси в узких трубках имеются бедный и богатый концентрационные пределы. Значения пределов зависят от внутреннего диаметра трубки. С помощью воздействия ингибитора на концентрационные пределы распространения волны горения в трубке в режиме низкой скорости было показано, что в волне фильтрационного горения протекают цепные разветвленные реакции и, следовательно, концентрации активных центров превышают равновесные значения. В режиме низкой скорости поверхность узкой кварцевой трубки незначительно снижает роль активных центров в распространении волны горения.

Исследован процесс взрывного синтеза ультрадисперсного оксида алюминия в кислородсодержащей среде. Определены условия синтеза, наиболее оптимальные для получения вещества в ультрадисперсном состоянии. Предложена физическая модель процесса. Показано, что за счет затухания амплитуды ударной волны происходит разделение ударно-сжатого материала на жидкий и твердые слои. Рассмотрены возможные механизмы горения алюминия при его последующем разлете в кислородсодержащую среду взрывной камеры. Показано, что образование ультрадисперсного порошка оксида алюминия происходит преимущественно из материала, составляющего второй слой ударно-сжатого вещества. На основании предложенной модели объяснены экспериментальные зависимости выхода дисперсной части от условий синтеза.

Численно исследовано влияние пористости и концентрации плоских микротрещин на скорость упругих волн в поликристаллических керамических материалах на основе SiC, Al₂O₃, B₄C, ZrO₂. Механическое поведение керамики описано с использованием модели повреждаемой среды. Проведен анализ применимости различных зависимостей, описывающих связь эффективных модулей упругости материала среды с относительным объемом повреждений, для прогнозирования волновой динамики. Показано, что при пористости до 20% удовлетворительный прогноз изменения скорости продольных волн в керамике обеспечивается применением экспоненциальной и линейной зависимостей. В этом диапазоне пористости скорость упругих волн линейно снижается с ростом относительного объема повреждений. Проведен анализ влияния амплитуды импульсов на скорость упругих волн. Показано, что скорость упругих волн в конструкционной керамике увеличивается пропорционально давлению до 5% в диапазоне амплитуд импульсов, не превышающих предела упругости Гюгонио. Для рассмотренных керамических материалов определены численные значения коэффициентов в соотношении, связывающем скорость продольной упругой волны со скоростью материальных частиц. Показано, что при превышении предела упругости Гюгонио значения коэффициента уменьшаются на 10 30% для разных керамических материалов. Полученные значения коэффициентов хорошо согласуются с приведенными в литературе экспериментальными данными.

Экспериментально измерены параметры воздушных взрывных волн, образующихся при наземном взрыве зарядов взрывчатого вещества массой G=0,1 ÷ 1 кг, помещенных в объем жидкости, ограниченный эластичной оболочкой. Капсуляция жидкости в эластичной оболочке повышает сжимаемость среды, передающей энергию продуктов взрыва в воздух, и способствует существенному уменьшению амплитуды воздушной ударной волны на приведенном расстоянии R/G^1/3=0,63 ÷ 6,8 м/кг^1/3. Эффективность ослабления воздушных волн при погружении заряда взрывчатого вещества в жидкость с эластичной оболочкой сопоставима с эффективностью демпфирования взрывных волн газонаполненными двухфазными системами. Показано, что основным параметром ослабления взрывных волн является отношение масс жидкости и заряда взрывчатого вещества, а не такие свойства жидкости, как ее вязкость и плотность.

Приведены результаты экспериментальных исследований развития направленного взрыва на выброс в присутствии жестких недеформируемых поверхностей в зоне пластических деформаций массива. Показано влияние размеров, формы и углового положения этих поверхностей на степень несимметричности переноса массы сыпучего вещества при одиночном взрыве.