Изучен режим высокотемпературной гетерогенной химической реакции с учетом нарастания пленки продуктов реакции. Исследованы динамика нарастания пленки во времени и критические условия затухания горения.
При нагреве цилиндрических образцов диаметром 3 мм прямым пропусканием электрического тока обнаружено, что воспламенение титана, молибдена, вольфрамниобиевого сплава, никеля, железа, углеродистой и нержавеющей сталей в газообразном фторе (р = 0,2 МПа) происходит по механизму теплового взрыва, а меди, ее сплавов, алюминия – при достижении температуры плавления фторидной пленки. Установлены значения критической температуры воспламенения материалов. На основе экспериментальных данных по высокотемпературной кинетике окисления рассчитаны соответствующие параметры уравнения Аррениуса предвоспламенительного взаимодействия сталей и никеля со фтором.
На основе двухскоростной квазистационарной модели горения малогазовых составов в прессформе под действием постоянной нагрузки анализируется возможность получения высокоплотных материалов при различных схемах одностороннего прессования. Рассматриваются структурные превращения в системах с легкоплавким компонентом в области существования жидкой фазы. Показано, что получение компактных продуктов зависит от количества жидкой фазы и соотношения плотностей исходных и конечных веществ. Получены формулы для оценки необходимых нагрузок при получении малопористых продуктов. Анализируется влияние добавок легкоплавкого разбавителя на получение композиционных материалов при силовом СВС-компактировании.
Обсуждается вопрос об отводе теплоты в процессе роста субдисперсных частиц оксидов, образующихся при газофазном горении металлов. Показано, что основной механизм отвода теплоты конденсации — неравновесное излучение.
В. Ф. Проскудин, В. А. Голубев, П. Г. Бережко, И. Е. Бойцов, Е. Н. Беляев, Л. А. Журавлева, И. К. Кремзуков, А. Я. Малышев, В. В. Островский
РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607190 Саров
Страницы: 52-56
Показана возможность регистрации датчиком осевого усилия автоколебательного режима горения образцов, дающих твердые продукты реакции и некоторое количество газовой фазы. В экспериментах использовали прессованные образцы из смеси Ti + С + 20% TiC, содержащие дистиллированную воду в порах прессовки. Получены параметры пульсаций давления газовой фазы в зоне фронта реакции таких образцов, сгорающих в автоколебательном режиме.
Предложена математическая модель, описывающая течение смеси газов и реагирующих твердых частиц, принимающая во внимание гетерогенную химическую реакцию воспламенения. Замыкание модели проводится за счет привлечения уравнения кинетики нарастания окисной пленки. Считается, что тепло химической реакции может выделяться в обеих фазах в соответствии с аккомодационными коэффициентами. В рамках предложенной модели изучена задача о воспламенении неподвижного облака магниевых частиц. Найдены условия существования различных режимов нагрева облака, в том числе регулярного и воспламенительного. Проведена верификация модели по экспериментальной зависимости предельной температуры среды от радиуса частиц. Приведены данные по зависимости параметров нагреваемого облака частиц от физико-химических постоянных смеси и частиц.
Численно исследован процесс инициирования детонации в вакуум-взвеси летучих вторичных взрывчатых веществ. Математическая модель двухфазной двухскоростной среды учитывает неравномерное распределение температуры внутри частиц при обтекании их потоком газа. Обсуждается динамика формирования зоны реакции нестационарной детонационной волны с безударной структурой в вакуум-взвеси частиц гексогена. Определены критические размеры области инициирования и значение энергии, обеспечивающие возбуждение плоской, цилиндрической и сферической детонации, в зависимости от начальной массовой концентрации и диаметра частиц.
Предложен критерий возбуждения детонации: критическая энергия инициирования равна работе, совершаемой расширяющимися продуктами детонации на пути, равном продольному размеру ячейки. Начальный радиус слоя выбирается совпадающим с радиусом дифрагирующей на краю прямого угла детонационной волны в момент схождения аксиальной волны разрежения до оси газового заряда. Получены формулы для оценки критической энергии инициирования плоской, цилиндрической и сферической детонационных волн. Расчетные величины хорошо согласуются с экспериментальными.
В цилиндрической камере с зазором на периферии методом скоростной шлирен-киносъемки исследованы режимы сгорания кислородных газовых смесей. Установлено, что пламя, проникающее из камеры в зазор, может ускоряться вплоть до детонационных скоростей. При этом волна реакции в зазоре опережает распространяющийся по камере первичный фронт горения, а истекающие из зазора продукты реакции создают в камере вторичные очаги горения. Реализован процесс, в котором детонационная волна, возникшая в зазоре вблизи одного фланга пламени, вошла в основной объем через его противоположный фланг, возбудив взрыв сначала в зоне турбулентного горения («взрыв внутри взрыва», а затем детонационную волну в непрореагировавшем газовом заряде («стук» в двигателе). Расшифрована газодинамическая структура вторичного очага горения, создаваемого в цилиндрической камере сгорания распространяющейся в зазоре
Приведены экспериментальные результаты, описывающие зависимости критического диаметра и скорости детонации литого и жидкого пористого тротила и алюмотола ТА-15 от плотности заряда. Результаты измерения скорости детонации сопоставлены с расчетом. На основе сравнения выдвинуто предположение о существенной гетерогенности реакции при детонации алюмотола, которое подтверждается построением зависимостей скорости детонации от плотности для модельных смесей тротила с различным содержанием алюминия и инертного компонента.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
