Б. Е. Гельфанд, С. П. Медведев, А. Н. Поленов, С. В. Хомик, А. М. Бартенев
Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, 117977 Москва
Страницы: 3-10
Экспериментально исследован процесс самовоспламенения водородовоздушных смесей. Самовоспламенение смеси осуществлялось за отраженной ударной волной при начальном давлении до 0,5 МПа и объемном содержании водорода 9,5÷20 и 40÷60%. Одновременная регистрация профилей давления и температуры у торца ударной трубы позволила определить особенности различных режимов самовоспламенения и области их существования. Проведено обсуждение особенностей реализации и развития процессов мягкого и жесткого режимов самовоспламенения и сравнение со случаем самовоспламенения углеводородовоздушных смесей.
Проведен численный анализ ускоряющейся сферической дефлаграции. Показано, что отклонения параметров от стационарных значений определяются не величиной ускорения, а степенью возрастания скорости в законе движения фронта пламени. Максимальные отклонения наблюдаются при значении скорости фронта и 0,1 скорости звука в исходной смеси. Получены аналитические соотношения для оценки основных параметров возникающего течения в диапазоне скоростей вплоть до скорости фронта, в полтора раза превышающей скорость звука в исходной смеси.
Г. М. Махвиладзе, Дж. П. Роберте*, С. Е. Якуш
"Институт проблем механики РАН, 117526 Москва; настоящее место работы — University of Central Lancashire, Preston PR1 2HE, UK, *University of Central Lancashire, Preston PRl 2HE, UK"
Страницы: 23-38
На основе анализа процессов формирования и горения пожароопасного облака, возникающего при аварийном выбросе горючего газа, получен критерий, позволяющий по известным физико-химическим свойствам вещества, геометрии резервуара и выходного отверстия, а также по условиям хранения отнести выброс к мгновенному, непрерывному или промежуточному типу. Приведены соотношения для критических размеров отверстия, соответствующих границам между различными режимами истечения. Выделены подобласти параметров, при которых зажигание истекающего газа может привести к возникновению факела либо огненного шара. Определены наиболее вероятные границы коэффициента участия топлива в горящем огненном шаре при различных задержках воспламенения. Результаты сопоставлены с имеющимися экспериментальными данными.
Выполнен обзор исследований по восстановлению констант скоростей реакций неравновесных процессов из баллистических экспериментов. Представлены полученные авторами константы диссоциативной рекомбинации в воздухе, азоте, аргоне, криптоне и ксеноне, а также константы тройной рекомбинации Al+ и константы прилипания для окислов алюминия.
Предложена математическая модель роста сферического зародыша продукта твердофазной реакции, в которой учитывается взаимовлияние диффузионных и деформационных процессов. Исследованы критические условия роста зародыша, режимы развития реакции в нем. Проведена оценка параметров модели для различных веществ. Выявлена аналогия между этой задачей и задачей об очаговом тепловом воспламенении.
Эволюция структурных, фазовых и химических превращений в реагирующих порошках рассматривается с позиций механики гетерогенных сред. На основе элементарных физических представлений о процессах реакционной диффузии на уровне ячейки смеси с учетом масштаба гетерогенности и стадийности превращений предложена математическая модель самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, которая позволяет по заданному дисперсному составу исходных компонентов смеси рассчитать состав конечного продукта. Численно исследована в нестационарной одномерной постановке задача о распространении волны безгазового горения по смеси двух разнородных металлических порошков. Полученные результаты качественно хорошо согласуются с известными экспериментальными данными.
Показано, что метод непрерывного измерения давления в зоне фронта горения с помощью датчика осевого усилия применим к безгазовым пиротехническим системам, которые дают твердые продукты реакции и характеризуются низкой газопроницаемостью образцов в исходном состоянии. Для контроля достоверности получаемых результатов предусматривается размещение в образцах небольших включений высокоэнергетического материала, дающего газообразные продукты горения. Эти включения располагаются вблизи входа в магистраль, ведущую к датчику давления. Приведены результаты экспериментов с образцами Ti + С + 20% TiC, содержащими включения пироксилинового порох.
Разработана приближенная математическая модель, позволяющая рассчитывать давление в негерметичном сосуде при сгорании в нем твердотопливной композиции. Выполнены лабораторные эксперименты, подтверждающие работоспособность модели. Показано, что при сгорании твердотопливной композиции в негерметичном помещении максимум давления реализуется задолго до окончания процесса горения.
Для ряда описанных в литературе явлений, наблюдавшихся в горючих газовых смесях, предложен новый механизм их возникновения, в котором учтена возможность распространения зоны реакции по каналам, не предусмотренным при конструировании экспериментальных установок. Детально рассмотрен обнаруженный более 25 лет назад процесс, считавшийся самовоспламенением нагретого ударной волной газа и в последнее время использованный в качестве экспериментального доказательства существования спонтанных (градиентных, индукционных) пламен. Показано, что в нем зарегистрировано не самовоспламенение горючей смеси, а ее поджигание горячими продуктами реакции, которые истекали в камеру с фланга детонационной волны, распространявшейся по зазору.
Выполнен расчет параметров детонации смесей ацетилена с кислородом и воздухом в широкой области концентраций. Показано, что основным источником энергии, питающим детонационную волну при высоких содержаниях ацетилена, является теплота конденсации углерода.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
