Построена связная термомеханическая модель распространения стационарной волны химической реакции в конденсированной среде. Напряжения и деформации, возникающие в ходе реакции в результате теплового и "концентрационного" расширения вещества, связаны между собой соотношениями Максвелла для вязкоупругой среды. Выражение для потока тепла взято в форме обобщенного закона Фурье с конечным временем релаксации теплового потока. Показано, что деформирование вещества в зоне реакции может привести к кажущемуся изменению энергии активации, теплового эффекта и других характеристик системы. Обнаружено, что данная модель допускает существование двух различных режимов распространения фронта – дозвукового и сверхзвукового, как и модель, в которой компоненты тензоров напряжений и деформаций связаны соотношениями обобщенного закона Гука.
Ю. М. Максимов, А. И. Кирдяшкин, М. Х. Зиатдинов, В. Д. Китлер
Томский филиал Института структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 634050 Томск
Страницы: 52-59
Приведены экспериментальные данные по контактному взаимодействию разнородных металлических пластин в условиях нагрева импульсным инфракрасным излучением лазера. Показано, что в зоне контакта пластин происходят плавление и микроконвективное перемешивание металлов, обусловленное высокими градиентами температуры и концентрации. Приведенные расчеты указывают на то, что использование импульсного лазерного нагрева позволяет достаточно точно воспроизвести теплофизические условия СВС-процесса. На основании полученных данных высказано предположение об активирующей роли микроконвекции в процессах СВС. Учет дополнительного конвективного массопереноса позволил объяснить имеющиеся расхождения расчетных и наблюдаемых параметров волны синтеза.
Определен нижний предел горения по давлению пластин титанового сплава ОТ-4 в среде O2–Ar. Значения нижнего предела монотонно уменьшаются по мере увеличения концентрации кислорода в смесях O2–Ar и растут с увеличением толщины образца. Определена скорость распространения горения по поверхности указанных образцов в смеси 75 % O2 + 25 % Ar при давлении ≤3,1 МПа. Показано, что для титана зависимость скорости горения от толщины образца существенно слабее, а от давления, напротив, существенно сильнее, чем аналогичные зависимости для цилиндрических образцов из мягкой стали, приведенные в литературе.
Методом отборов исследованы конденсированные продукты горения модельного топлива на основе перхлората аммония и алюминия. Определен гранулометрический состав продуктов горения и содержание металлического алюминия в частицах с размерами от 1,2 мкм до максимального в диапазоне давлений 0,6÷7,5 МПа на расстоянии от поверхности горения до 190 мм. Обнаружена многомодовая структура массовых распределений оксидных частиц в диапазоне размеров 1,2÷40 мкм. Получена эмпирическая зависимость выгорания металлического алюминия из совокупности агломератов от времени пребывания частиц в струе продуктов горения топливного образца.
С. В. Костин, В. В. Барзыкин, М. А. Нечаев*, С. А. Ловля*
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, 142432 Черноголовка *Научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики, 140090 Малаховка Московской обл.
Страницы: 79-82
Представлены количественные результаты экспериментального исследования прожигания стальных труб в водной среде продуктами горения термита. На основе анализа экспериментальных данных даны рекомендации по оптимальной организации процесса, приведена эмпирическая формула для расчета массы термита, необходимого для прожигания стальной стенки.
Приведены результаты измерений профилей давления на фронте ударных волн в бромоформе при детонации зарядов октогена диаметром 40 мм и длиной 22÷110 мм. Начальная плотность зарядов 1,81 г/см3. Во всех проведенных опытах зафиксирован монотонный спад давления, химпик не наблюдался. С увеличением длины заряда максимальные значения давления сначала растут, а затем падают. Анализ результатов измерений давления показывает, что при данных размерах зарядов и используемой системе инициирования процесс детонации октогена протекает в нестационарном режиме.
Численно исследованы некоторые особенности отражения воздушных ударных волн от жесткой стенки, покрытой слоем пористого вещества. Для исследования волновых процессов в насыщенных пористых средах применена двухскоростная с двумя тензорами напряжений математическая модель, построенная методами механики многофазных сред. Развита методика численного моделирования, основанная на двухшаговой схеме Лакса – Вендроффа. Рассмотрены процессы прохождения волной типа "ступенька" границы раздела "газ – пористая среда" и отражения от жесткой стенки, покрытой пористым материалом; проанализировано влияние параметров пористой среды и волны на процесс отражения; выполнено сопоставление численных результатов с экспериментальными данными других авторов.
В. А. Рыжанский, А. Г. Иванов, Н. П. Ковалев, Г. П. Симонов, Ю. Д. Чернышев, В. Н. Минеев*, В. В. Жуков**
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607190 Саров *Объединенный институт высоких температур РАН, 127412 Москва **Опытное конструкторское бюро машиностроения, 603603 Нижний Новгород
Страницы: 115-131
Приведены результаты экспериментального исследования реакции стальных цилиндрических контейнеров на внутреннее взрывное нагружение в зависимости от степени наполнения водой. Эксперимент сопровождался численными расчетами системы "взрывчатое вещество – заполняющая среда – контейнер". Обнаружено существенное влияние заполняющей среды на форму и деформацию контейнера. При этом основное значение имеют сжимаемость заполняющей среды и отношение ее массы к массе деформируемых стенок контейнера.
Изучено распределение компонентов инертной смеси и продуктов разложения химического соединения при ударном сжатии в ампулах сохранения. Его характер объяснен кумулятивным действием тяжелого компонента смеси. Идентичность распределения компонентов в инертной и реагирующей средах позволяет оценить время химического превращения.
А. И. Кирдяшкин, Ю. М. Максимов, В. Д. Китлер, В. В. Буркин*, В. С. Седой**
Отдел структурной макрокинетики ТНЦ СО РАН, 634021 Томск *НИИ прикладной математики и механики при Томском государственном университете, 634050 Томск **Институт сильноточной электроники СО РАН, 634021 Томск
Страницы: 133-136
На примере системы Ni–Al изучено влияние частотной электроимпульсной обработки на протекание реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в порошковой смеси. Использовалось продольное направление прикладываемого к образцу электрического поля и электрического тока по отношению к направлению распространения волны горения. Установлено, что под действием электрообработки линейная скорость горения увеличивается в 1,3÷1,6 раза, трансформируется структура, увеличивается полнота химического превращения. Показано, что наблюдаемые эффекты имеют нетепловую природу.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
