Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены результаты экспериментального исследования характеристик термического окисления и состава продуктов сгорания угольного шлама и композиционных топлив на его основе с добавками воды и диспергированной древесины. Обосновано положительное влияние используемых добавок на критическую температуру зажигания, полноту выгорания и газовые антропогенные выбросы. Представлены основные механизмы и схемы образования и подавления оксидов азота на разных этапах термической конверсии. Определены наиболее эффективные условия снижения выбросов оксидов азота. С применением методики мультикритериального анализа продемонстрированы экологические, экономические и энергетические преимущества композиционных топлив над исходным угольным шламом. Установлено, что наибольший потенциал имеют сухие топливные смеси на основе угольного шлама и биомассы с массовой долей последних 30 и 50 %. По сравнению с угольным шламом эффективность таких топлив выше на 30 ÷ 45 %. В случае максимального акцента на экологические индикаторы наибольшие перспективы имеют композиционные жидкие топлива.

Реализованы и исследованы режимы детонационного сжигания двухфазной смеси авиационный керосин ТС-1 --- воздух в вихревой радиальной камере диаметром 500 мм с истечением к центру с соплом и осевыми перегородками, выравнивающими поток продуктов в осевом направлении. Режимы непрерывной спиновой и пульсирующей детонации осуществлены при сильном (детонационной волной) и слабом (с переходом горения в детонацию) инициировании. Установлено, что при слабом инициировании всегда реализовывалась непрерывная спиновая детонация с одной поперечной детонационной волной при достижении максимального удельного импульса в данной постановке эксперимента - I_sp,ƒ,max ≈ 1 600 с. Проведено сравнение удельных импульсов данной радиальной камеры сгорания и камер кольцевой цилиндрической геометрии, в которых керосин сжигался в режимах непрерывной многофронтовой детонации. Выяснено, что при детонационном сжигании керосина в холодном воздухе в камерах кольцевой цилиндрической геометрии значения удельных импульсов больше, чем в радиальных камерах сгорания. При соотношениях расходов водорода и воздуха, близких к стехиометрии в начале истечения, наблюдали режим самовоспламенения с переходом в режим непрерывной спиновой детонации. Время переходного режима уменьшено до 10 мс путем принудительного (искрой) инициирования водородовоздушной смеси.

Изучены энергетические возможности десяти фтординитрометил-ONN-азоксисоединений в качестве пластификаторов связующего в модельных смесевых твердых топливах различной рецептуры, с металлом (гидридом алюминия или металлическим алюминием) и без такового. Сравнивали энергетические возможности указанных пластификаторов с возможностями наиболее энергоемких из известных пластификаторов (нитроглицерин, тетранитрометан, динитрофуразан) применительно к модельным твердым топливам, предназначенным для разных ступеней ракетных систем. Показано, что почти все изученные фтординитрометил-ONN-азоксифуразаны при их использовании в качестве компонентов активного связующего обеспечивают более высокие энергетические показатели, чем нитроглицерин и тетранитрометан, а часть фтординитрометил-ONN-азоксифуразанов превосходят по эффективности и динитрофуразан. Проведены высокопроизводительные квантово-химические расчеты энтальпии образования новых, еще не синтезированных энергоемких веществ, перспективных в различных областях применения.

Приведены результаты измерения распределений скорости и плотности в высокоскоростных (1.7 ÷ 4 км/с) ударно-индуцированных потоках частиц, выброшенных со свободной поверхности лайнеров из олова и меди в вакуум (менее 10³ Па) или азот (10⁵ и 8 ⸱ 10⁵ Па). На поверхности лайнеров были нанесены периодически повторяющиеся бороздки треугольной формы глубиной 50 и шириной 250 мкм (2a₀ / λ = 50/250 мкм). В опытах применяли многокадровую регистрацию с использованием синхротронного излучения и лазерную гетеродин-интерферометрию. Давление ≈45 ГПа в ударных волнах, выходивших на свободные поверхности лайнеров, приводило к плавлению олова, а медь оставалась в твердом состоянии. Наблюдается существенное различие в структуре потоков, выбрасываемых с поверхности лайнеров из меди и олова, скоростях их торможения в газе.

Приведены результаты численного моделирования экспериментов, проведенных с использованием протонной радиографии и синхротронного излучения для регистрации процесса движения потока мелкодисперсных частиц металла в газовых средах. Выброс частиц происходил в результате воздействия ударной волны на свободную поверхность металлических образцов, имеющих мелкомасштабные профилированные начальные возмущения. Численное моделирование осуществлялось с использованием развитой модели эволюции потока частиц в газовой среде, в основе которой лежат модель источника ударно-волнового пыления металлов, базирующаяся на физике неустойчивости Рихтмайера --- Мешкова, и законы дробления одиночной жидкой капли в газовом потоке. Показано, что предложенная модель имеет хорошее согласие с результатами экспериментов.

Представлены обобщенные результаты численного анализа процесса формирования температурного поля в ударно-сжатом двухфазном пористом материале при отсутствии и наличии фазовых превращений в процессе пластического затекания пор. С применением методов математического моделирования исследовано влияние мезоскопических процессов тепловой диссипации и теплопереноса на формируемое температурное поле, установлены его топологические особенности при наличии расплавленных зон в ударно-сжатом пористом материале.

Экспериментально и методом численного моделирования исследовались характер, критерии, эффекты и другие характеристики повреждений железобетонных балок под действием взрывной ударной нагрузки. Предложен быстрый метод получения P-I -кривой элементов балки с произвольными структурными параметрами. Сначала было проведено пять модельных испытаний для изучения динамического отклика и параметров повреждений двух типов железобетонных балок с шириной поперечного сечения 0.04 и 0.047 м при взрыве 200 г тротила на расстояниях до взрыва 0.2 и 0.5 м и его местонахождении выше 1/2 и 1/4 пролета. Результаты показали, что повреждение железобетонной балки было меньше при ширине поперечного сечения 0.04 м или при месте взрыва выше 1/2 пролета в условиях проводимых экспериментов. Результаты экспериментов подтвердили эффективность метода численного моделирования. На основе большого количества результатов численного моделирования была упрощена формула аппроксимации P-I -кривой железобетонных балок и исследовано влияние на P-I -кривую следующих параметров: коэффициент армирования хомутов ρs, коэффициент продольного армирования ρ, прочность бетона на осевое сжатие ƒ′_c, пролет балки L, высота сечения балки b и ширина сечения балки a. В результате предложен метод быстрого определения P-I -кривой элементов железобетонных балок, который может быть применен в области проектирования противовзрывной защиты целей и экспресс-оценки повреждений.

В статье представлен анализ влияния коэффициента нагружения, основного параметра процесса сварки взрывом, на морфологию поверхности раздела и механические свойства однородных и разнородных соединений. Коэффициент нагружения (отношение массы взрывчатого вещества к массе ударной пластины) определяет скорость соударения, динамический угол изгиба и образование струи. Он влияет на характер поверхности раздела, а именно на образование прямых, волнистых или интерметаллических слоев, а значит, и на свариваемость разнородных металлов. Правильный выбор коэффициента нагружения обеспечивает качественную сварку с минимальными дефектами, в то время как чрезмерный или недостаточный коэффициент нагружения приводит к неполному склеиванию или ухудшению качества поверхности раздела. Данная статья обобщает основные экспериментальные результаты и предлагает рекомендации по оптимизации процесса и направлениям будущих исследований.

На примере эксперимента со свинцовой оболочкой апробирован метод исследования квазиизоэнтропической сжимаемости конденсированных веществ, основанный на применении многокадровой рентгенографии и взрывных сферических нагружающих устройств с газовой симметризацией. На момент максимального сжатия достигнута средняя плотность оболочки свинца ≈52.3 г/см³, степень сжатия при этом ≈4.6. Полное давление в свинце в момент максимального сжатия ≈3.2 ТПа, при этом холодная составляющая равна ≈94 %, а тепловая --- ≈6 %. Значения давлений получены из одномерного численного расчета, с высокой точностью описывающего динамику сжатия свинцовой оболочки, с использованием УРС РОСА-МИ для свинца.

Для полусферических кумулятивных облицовок дегрессивной (уменьшающейся от вершины к основанию) толщины наблюдается увеличение скорости головной части формирующейся кумулятивной струи при увеличении разницы толщин в вершине и у основания облицовки, что обеспечивается тем, что процесс ее взрывного обжатия становится более близким к сферически-симметричному. На основе численного решения модельной задачи об инерционном центрально-симметричном схлопывании оболочки в форме сферического сегмента с моделью материала, не сопротивляющегося всестороннему растяжению, показано, что предельная скорость не претерпевающих объемного разрушения кумулятивных струй из полусферических облицовок дегрессивной толщины должна быть выше в сравнении со струями из конических облицовок --- не менее 12 км/с в случае облицовок из меди. Получение когерентной медной кумулятивной струи со скоростью головной части на указанном уровне зафиксировано при численном моделировании взрыва заряда с облицовкой дегрессивной толщины, имеющей полусферическую наружную поверхность и полусуперэллипсоидальную внутреннюю с показателем степени 2.05 в уравнении полусуперэллипсоида.