Главная – Журналы – Поиск по журналам

Экспериментально исследовано влияние резонатора на тяговые характеристики прямоточной камеры сгорания при вибрационном горении водорода. В качестве камеры сгорания использовалась цилиндрическая труба с конфузорным входом. Ось резонатора перпендикулярна оси камеры сгорания. Показано, что тяговые характеристики камеры сгорания зависят от положения резонатора относительно камеры и от линейных размеров резонатора.

Исследована возможность управления положением точки перехода ламинарного течения в турбулентное в высокотемпературных струях и следах с помощью экзо- и эндотермических физико-химических процессов. Предложены критерии подобия. Проведены численные расчеты дальних гиперзвуковых следов, иллюстрирующие влияние указанных процессов на параметры течения.

Экспериментально и теоретически исследовано диффузионное горение пленки жидкого топлива (н-ундекан и н-бутанол), нанесенной на поверхность тонкой металлической подложки. Полученные экспериментальные данные показывают, что механизмом, определяющим нагрев и испарение горючей жидкости, является передача тепла из области продуктов горения в зону подогрева за счет высокой продольной теплопроводности подложки. При этом горючая жидкость перед сгоранием может испариться, не достигнув температуры кипения. Предложена простая модель, учитывающая эти особенности. Проведено сравнение рассчитанных скоростей распространения пламени и температурного профиля с экспериментальными данными. Показано, что модель правильно отражает зависимости скорости пламени от толщины подложки, начальной температуры, свойств подложки и жидкого топлива.

В математической модели высокотемпературного синтеза интерметаллического соединения при учете процесса зародыше образования на границе раздела разнородных компонентов возможно невыполнение условий воспламенения исходной порошковой смеси чистых элементов по механизму Н. Н. Семенова.

Представлены результаты исследования механизма фазовых превращений в волне горения системы Ti–B–Fe для смеси порошков элементов Ti, B, Fe и смеси ферроборного сплава с титаном с тем же соотношением элементов. Показано существенное влияние типа контактов между исходными компонентами на механизм структурообразования. Проведены рентгенофазовый, микрорентгеноспектральный, микроструктурный анализы закаленных слоев образцов, и установлено, что первые возникающие в волне горения контактные расплавы либо ферроборные (первый тип смеси), либо ферротитановые (второй тип). В результате расчетное тугоплавкое соединение TiB₂ в первом случае образуется в результате взаимодействия двух расплавов, а во втором – в результате взаимодействия расплава с твердым ферробором, что, в свою очередь, обусловливает разный тип микроструктуры конечных продуктов горения. Более мелкодисперсная и однородная структура продуктов образуется после сгорания смеси второго типа. В работе также показан способ получения беспористого СВС-композита Ti–B–Fe совмещением пpоцесса горения с прокаткой продуктов синтеза. Полученный материал по свойствам аналогичен карбидовольфрамовым материалам.

Проанализирован ряд задач о механическом равновесии образцов различной формы. Показано, что связные задачи о нагреве и возбуждении химической реакции в теле конечных размеров сводятся к обычной задаче теории зажигания, включающей новые параметры и дополнительный интегральный источник тепла в уравнении теплопроводности. На примере решения задачи о зажигании плоского слоя конечной толщины продемонстрировано, что характер закрепления поверхностей образцов может оказывать существенное влияние на характер нагрева вещества и реакции в прогретом слое.

Рассмотрена задача регулирования давления в полузамкнутом объеме за счет изменения площади критического сечения газоотводящего канала при горении твердых ракетных топлив в условиях изменения давления, скорости горения и свободного объема в широких пределах (не менее чем на порядок). Для системы автоматического регулирования давления выбран алгоритм регулирования и сформулированы условия частичной параметрической инвариантности по отношению к изменяющимся динамическим свойствам объекта регулирования. Приведены результаты экспериментальной отработки системы регулирования для твердых ракетных топлив с показателем степени в законе горения больше единицы. Рассмотрены причины возникновения существенно нестационарных режимов работы этой системы, и предложена упрощенная модель, аппроксимирующая явления нестационарного горения твердого ракетного топлива. Проведена идентификация модели, и приведены результаты математического моделирования. Даны рекомендации по регулированию давления в нестационарных режимах работы.

При горении смеси частиц перхлората аммония и полибутадиеновой связки в диапазоне рабочих давлений ракетного двигателя, по-видимому, происходит большее накопление одного из компонентов на поверхности пиролиза. При низких давлениях наблюдается обогащение поверхностного слоя окислителем, а при высоких – связкой. Показано, что степень накопления окислителя становится значительнее при меньшем размере частиц. Эти экспериментальные данные можно объяснить различием энергий активации пиролиза окислителя и связки. Влияние размера частиц объяснено в рамках допущения, что температуры поверхностей окислителя и связки практически равны в смесях с мелкодисперсными частицами, но различны в смесях с крупнодисперсными частицами. Полученные результаты имеют значение для объяснения механизма образования плато на зависимости скорости горения от давления для некоторых смесевых топлив.

Обнаружено сильное (более чем на семь порядков) увеличение скорости разложения твердого нитрата аммония под влиянием сажи. Установлены его кинетические закономерности в интервале температур 70 ÷ 150 ^oС. При относительно низких температурах процесс протекает в два этапа с соответствующим ускорением на каждом из них. При повышенных температурах первый этап отсутствует. Скорость разложения пропорциональна количеству сажи в смеси. Энергия активации распада (≈ 30 ккал/моль) не меняется в ходе превращения. Вода тормозит процесс. Обнаружен промежуточный максимум торможения при содержании воды ≈ (4 ÷ 5) % . Основной газообразный продукт разложения – N₂. Параллельное окисление сажи заканчивается выделением СО₂. На основании полученных результатов и имеющихся сведений по кинетике отдельных реакций обсуждается механизм происходящих химических превращений.

Исследовано термическое разложение октогена с добавками солей металлов пропионитрилнитрамина. Процесс идет с ускорением по сложному механизму, в котором важную роль играет взаимодействие образующихся в ходе реакции пропионитрилимина и его олигомера с октогеном. Начальная скорость распада октогена коррелирует с массовой долей аниона в соли.