Главная – Журналы – Поиск по журналам

Численно исследовано влияние положения препятствия на распространение пламени в канале при взрыве водородовоздушных смесей с градиентом концентрации. Полученные в результате численного моделирования параметры взрыва хорошо согласуются с экспериментальными данными. Согласно результатам расчетов изменение положения препятствия сильнее влияет на распространение пламени неоднородной смеси по сравнению с однородной. Анализ формы пламени предварительно перемешанной смеси и пóля течения показывает, что при увеличении расстояния между препятствием и точкой воспламенения прохождение пламени через препятствие приводит к всё более сложной деформации пламени и более сложной картине течения с образованием вихрей вблизи препятствия. Анализ данных по положению фронта пламени и максимальному избыточному давлению взрыва показал, что по мере увеличения расстояния между препятствием и точкой воспламенения градиент концентрации в исходной смеси оказывает всё большее ингибирующее воздействие на распространение пламени. Наиболее сильно это проявляется, когда препятствие находится на расстоянии 200 мм от точки воспламенения. Результаты исследования могут быть использованы при совершенствовании мер по обеспечению производственной пожаровзрывобезопасности.

Проведено численное моделирование повреждающего действия цилиндрических зарядов на стальную пластину при скоростях падения 0 ÷ 800 м/с и углах падения 0 ÷ 90° без изменения расстояния по вертикали между центром цилиндрического заряда и мишенью. Показано, что существует четыре основных вида разрушения стальной пластины: пластическая деформация, краевой разрыв, надрыв в центре пластины и лепестковый излом. При скорости падения, равной нулю, угол падения не влияет на картину повреждения мишени, мишень пластически деформируется. С увеличением угла падения максимальный прогиб стальной пластины сначала уменьшается, а затем увеличивается. Когда скорость падения заряда составляет 200 и 400 м/с, а угол падения превышает 75°, режим повреждения стальной пластины уже не пластическая деформация, а разрыв по границе или повреждение центрального сегмента. С увеличением скорости падения энергия, действующая на пластину, растет, а значит, и плотность энергии, действующей на пластину, увеличивается. В результате разрушительное действие заряда на пластину всегда возрастает с увеличением скорости падения.

В проточной кольцевой цилиндрической камере диаметром 503 мм впервые реализованы режимы непрерывной спиновой детонации безуглеродных смесей аммиак/водород - воздух.

Численно изучено управление горением дросселирующими струями в двухсекционном канале с высокоскоростным потоком. Для создания в первой секции интенсивного горения углеводородного топлива в околозвуковом режиме применяются импульсы первой дросселирующей струи. Для поддержания режима перед расширением канала применяется боковая подача топлива после отключения первой струи. Для увеличения полноты сгорания топлива во второй секции используется вторая дросселирующая струя. Решаются осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье - Стокса, замыкаемые k- ε-моделью турбулентности. Горение моделировалось брутто-реакцией. Установлен пульсирующий режим горения водорода во второй секции при воздействии на него холодной дросселирующей струей. Изучено ее влияние на полноту сгорания водорода.

Исследована возможность существования волн горения в смесях CH₄/воздух с содержанием метана α = 5 ÷ 8 % (об.) и в смесях CH₄/воздух/угольная взвесь в закрытом вертикальном канале длиной 6.75 м и диаметром 0.07 м при поджигании сверху. Опыты выполнены при начальном давлении 0.1 МПа, среднеобъемной концентрации пыли 100 ÷ 530 г/м³ и размере частиц 0 ÷ 200 мкм. Установлено, что горение не инициируется в газовых и газоугольных смесях с α ≤ 5 ÷ 5.5 % (об.). Полученные результаты указывают на влияние направления силы тяжести на зажигание и горение смесей и на низкий по сравнению с метаном энергетический вклад угольных частиц.

Представлены новые данные о параметрах детонации обедненных, стехиометрических и обогащенных горючих систем метан --- кислород (воздух) и водород --- кислород (воздух) при их ингибировании азотом и углекислым газом. При варьировании соотношения между исходными компонентами обнаружено более сильное гасящее влияние углекислого газа на параметры продуктов горения и детонации.

Проведено экспериментальное исследование тепловых процессов при газодетонационном нанесении покрытий. В этом процессе частицы напыляемого вещества перед соударением с мишенью разгоняются до скоростей 300 ÷ 500 м/с потоком продуктов детонации газовой смеси, температура которой достигает 4 200 °C. Вследствие интенсивного теплообмена температура частиц растет. Наиболее качественное покрытие получается при их нагреве до температуры, близкой к температуре плавления. Поэтому для оценки температуры нагрева частиц были измерены тепловые потоки со стороны продуктов детонации газовой смеси к их лобовой и боковой поверхностям методом, основанным на использовании эффекта Зеебека.

Представлена методика бесконтактной диагностики ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ) методом рентгенографии. Проведено экспериментальное исследование по визуализации внутрикамерных процессов и определению скорости горения твердого топлива в модельном РДТТ Е-5-0 с помощью рентгенографического комплекса, состоящего из источника рентгеновского излучения и динамического рентгеновского детектора, расположенных на заданном расстоянии от объекта исследования. Экспериментально подтверждена возможность бесконтактного определения скорости горения топлива на основе анализа изменения уровней серого вблизи горящей поверхности. Показано удовлетворительное согласование результатов рентгенографии с другими способами определения скорости горения твердого топлива.

Исследовалось влияние углеродных добавок на скорость горения модельных смесевых ракетных топлив. Использовались составы пастообразного ракетного топлива, представляющего собой аналог смесевого твердого топлива с неотвержденным связующим. В качестве наноуглеродных добавок использовался детонационный наноалмаз (ДНА), в том числе термообработанный или раздробленный до размера 4 нм, а также многослойные углеродные нанотрубки, сажа, активированный уголь, графит, адамантан, графен. Из всех аллотропных форм углерода максимальный прирост скорости горения (23 %) обеспечила добавка 2 % ДНА с 2 % пластификатора (по массе). При этом температура продуктов сгорания снижается на ≈200 °C, что уменьшает вероятность прогара ракетного двигателя.

На основе физических оценок и экспериментальных результатов, полученных в последние годы, рассмотрен рост частиц за фронтом детонационной волны в конденсированных взрывчатых веществах. Основное внимание уделено резкому различию размеров частиц, связанному с наличием либо отсутствием водорода в составе взрывчатого вещества.