На основе теории Дамкеллера для турбулентной скорости горения уточнена базовая система уравнений, описывающая процесс горения внутри пористого тела, а также в режиме волны фильтрационного горения газов. Получено лучшее соответствие моделей имеющимся экспериментальным данным измерений массовой скорости горения в таких системах. Показано, что поправка на турбулентность внутрипорового течения становится существенной при скоростях фильтрации более 0,5 м/с. Анализируемые данные представлены в виде диаграммы Борги. Выяснено, что для пористых сред со средним размером пор 2÷3 мм типичным для процессов фильтрационного горения газов является слаботурбулентный режим "складчатого" пламени.
Выдвинута гипотеза, что склонность титановых сплавов к возгоранию в кислороде, характеризуемая критическим давлением возгорания, определяется критической температурой, до которой способны разогреться фрагменты появляющейся ювенильной поверхности за счет тепла, выделяющегося в процессе разрушения металла. Правомочность гипотезы подтверждается сопоставлением расчетных значений критической температуры с экспериментально установленными значениями критического давления возгорания различных титановых α-сплавов.
Разработана математическая модель реагирования в пористой среде, позволяющая в рамках единого подхода рассматривать гетерогенные реакции присоединения (например, пиролиз метана) и разложения (газификация). Получены критериальные соотношения между степенью метаморфизма пористого каркаса, структурным параметром и безразмерным временем. Проведено сравнение характерных времен процессов пиролиза и газификации с результатами модельных расчетов и с экспериментальными данными. Максимальное расхождение не превышает 20 %.
Л. В. Бойчук, В. Г. Шевчук, А. И. Швец
"Одесский Национальный университет им. И. И. Мечникова, 65100 Одесса, Украина vov@ictg.intes.odessa.ua"
Страницы: 51-54
Экспериментально исследованы процессы распространения пламени по газовзвесям частиц бора, в смесях бора с алюминием и алюминия с инертной добавкой. Изучен характер распространения пламени и измерены скорости распространения пламени в двухкомпонентных составах, включающих бор. Показано, что для рассмотренного диапазона параметров взвесей добавка бора к алюминию замедляет распространение пламени. Снижение скорости распространения пламени в смесях бор — алюминий проявляется сильнее, чем в аналогичной композиции алюминий — инертная добавка. Это можно объяснить потреблением кислорода бором в относительно низкоэкзотермических реакциях образования субокислов бора и, соответственно, появлением дефицита окислителя для ведущего процесса горения алюминия.
Математическая модель межфазного взаимодействия в смеси порошков строится на основе принципов механики многофазных многокомпонентных и гетерогенных сред применительно к процессам СВС. Эволюция структурных превращений, химические реакции и фазовые переходы рассматриваются на уровне мезоячейки смеси. Предcтавлены аналитические решения сопряженных теплодиффузионных задач на одиночных частицах и в мезоячейке, которые замыкают уравнения законов сохранения. На примере одностадийной химической реакции в смеси порошков никеля с алюминием (Ni+Al = NiAl) численно решена задача о структуре тепловой волны СВС, распространяющейся по полуограниченному стержню конечной толщины. Показано, что структура волны строго нестационарная, содержит изломы и изотермические участки в точках плавления компонентов, которые периодически изменяются со временем. Для решения задачи о тепловом взрыве в смеси металлических порошков в трехмерной области сложной геометрической формы, разработан численный алгоритм с использованием метода фиктивных областей.
А. П. Ильин, Е. М. Попенко*, А. А. Громов, Ю. Ю. Шамина*, Д. В. Тихонов
"НИИ высоких напряжений при Томском политехническом университете, 634050 Томск, yellow@mail2000.ru; *Бийский технологический институт Алтайского государственного технического университета, 659305 Бийск"
Страницы: 66-70
Экспериментально показано, что агломерация сверхтонких порошков алюминия снижает их активность при неизотермическом окислении в воздухе. При нормальном и пониженном давлении концентрация связанного азота в продуктах горения агломерированного порошка ниже, а при повышенном давлении (>120 кПа) — выше, чем в продуктах сгорания неагломерированного порошка.
Рассмотрено влияние процесса компактирования порошковой смеси чистых элементов 3Ni+Al на начальную стадию образования интерметаллического соединения Ni3Al на поверхностях раздела разнородных частиц в условиях нагрева смеси внешним источником энергии.
В. К. Смоляков, А. И. Кирдяшкин, Ю. М. Максимов
"Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН, 634021 Томск, victor@dsm.tsc.ru"
Страницы: 76-82
Предложено объяснение эффекта возникновения электродвижущей силы при горении гетерогенных систем с конденсированными продуктами. На основе развитых физических представлений, оценок и анализа экспериментальных данных сформулирован конвективный механизм возникновения участков разной зарядовой плотности, связанный с переносом зарядов фильтрующимся в порах газом.
Кинетика термического разложения триаминогуанидиннитрата (ТАГН) изучена в твердом и жидком (раствор) агрегатном состоянии. Распад порошкообразного кристаллического ТАГН развивается с сильным самоускорением. Определены его формальные кинетические характеристики. Основная причина ускорения — прогрессивное плавление твердого вещества в ходе его химического превращения. Разложение ТАГН в растворе происходит в несколько десятков раз быстрее, чем в твердом состоянии, и со скоростью, уменьшающейся во времени. Основные газообразные продукты распада ТАГН — N2, N2O и H2O. Обсуждается химия процессов, протекающих при его разложении.
Г. В. Кузнецов, Т. Н. Немова, Л. А. Савельева
"Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики при Томском государственном университете, 634050 Томск, ntn@ftf.tsu.ru"
Страницы: 89-95
Экспериментально исследована взаимосвязь между исходным составом типичных металлизированных твердых топлив, физико-химическими превращениями при их горении и интенсивностью разрушения конструкционных материалов при воздействии струй продуктов сгорания. Установлено, что конденсированные компоненты продуктов сгорания (оксиды алюминия и железа) играют определяющую роль в процессе разрушения конструкционных материалов.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
