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.
На основе математической модели детонации аэровзвеси частиц алюминия в кислороде изучена задача о взаимодействии плоской детонационной волны с примыкающей волной разрежения. Численное решение получено в рамках односкоростного двухтемпературного приближения механики гетерогенных сред для режимов Чепмена–Жуге, недосжатого и пересжатого. Показано, что режимы Чепмена–Жуге и недосжатые с внутренней особой точкой являются самоподдерживающимися. Определены три интервала значений параметра релаксации (отношения характерных времен тепловой релаксации и горения). В первом интервале результатом взаимодействия детонационной волны с волной разрежения является выход на режим Чепмена–Жуге, во втором–распад детонационной волны на ударный скачок и отстающий фронт горения с последующей потерей устойчивости, в третьем–выход на недосжатый режим детонации.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
