Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены результаты изучения стабилизации гомогенного водородовоздушного пламени на плазме оптического разряда в высокоскоростном потоке. Основной особенностью экспериментов была реализация устойчивого горения за областью фокусировки лазерного луча при отсутствии механических устройств стабилизации пламени. Параметры лазерного излучения были достаточными для создания в потоке квазистационарной плазмы. Показано, что оптический разряд стабилизирует фронт пламени в широком диапазоне значений коэффициента избытка воздуха при скоростях потока вплоть до u = 200 м/с. Влияние на скорость распространения турбулентного пламени параметров лазерного излучения в пределах их варьирования от опыта к опыту было незначительным. Стабилизация пламени за областью оптического разряда имеет свои особенности. При этом важным параметром является тепловыделение при горении водорода. Получен безразмерный критерий, зависимость скорости распространения турбулентного пламени от этого критерия носит линейный характер.

Проведены расчеты инжекции струи инертных частиц в стехиометрическую водородовоздушную смесь со скоростями от 0.1 до 1.0 от скорости детонации Чепмена - Жуге. Проанализированы реализующиеся режимы течения. Выявлено, что увеличение температуры частиц приводит к воспламенению смеси, а увеличение скорости частиц - к инициированию детонационной волны. Определены критические условия инициирования детонации в терминах «концентрация частиц, размер частиц, скорость инжекции». Показаны различные сценарии инициирования детонации в зависимости от диаметра и концентрации частиц, в том числе с множественными очагами инициирования. Построены карты режимов течений в плоскости параметров «скорость инжекции, температура частиц различных размеров».

Впервые представлены экспериментально измеренные методом PIV значения химической шкалы времени для пламен предварительно перемешанных смесей метан - воздух и диметиловый эфир - воздух в зависимости от эквивалентного соотношения и концентрации ингибитора триметилфосфата при атмосферном давлении. Сопоставление экспериментальных результатов с теоретическими оценками, выполненными исходя из положений гипотезы Зельдовича - Баренблатта, показало качественное их согласие. Химическая шкала времени в пределах точности эксперимента зависела только от скорости горения, быстро уменьшаясь при ее увеличении. При скоростях распространения топливовоздушных пламен, близких и свыше 0.6 м/с, результаты экспериментов показали высокую точность теоретических оценок на основе гипотезы Зельдовича - Баренблатта.

Процессы тепло- и массообмена, а также скорость окисления топлива являются определяющими параметрами при горении предварительно не перемешанных газовых потоков топлива и окислителя, а также горения конденсированных топлив в газообразном окислителе. Корректное описание этих процессов представляет как научный, так и практический интерес. Методом численного моделирования изучено влияние кинетики химических реакций и диффузии молекул топлива на тепловую и химическую структуру пламени, формирующегося вокруг сферы из полиметилметакрилата (ПММА) в условиях естественной конвекции в воздушной среде. Расчет трехмерного течения газа вокруг твердого тела проводился на основе системы полных уравнений Навье - Стокса для многокомпонентной смеси с учетом диффузии и теплообмена между поверхностью и газом, конвекции, радиационного теплообмена. Кинетическая модель представляет собой сопряженные реакции как на поверхности конденсированного материала, так и в газовой фазе. На поверхности образование газообразного топлива метилметакрилата (ММА) описывается одностадийной эффективной реакцией пиролиза ПММА. Окисление ММА в газовой фазе описывается глобальной реакцией C₅H₈O₂ + 6O₂ → 5CO₂ + 4H₂O. Установлено, что профили температуры и концентрации компонентов пламени практически не зависят от константы скорости этой реакции при условии, что характерное время реакции гораздо меньше характерного времени диффузии MMA. Показано, что варьирование коэффициента диффузии ММА заметно влияет на тепловую и химическую структуру пламени. Повышение коэффициента диффузии ММА приводит к росту максимальной температуры пламени. Полученные результаты показали, что транспортные свойства соединений, необходимые для расчета их коэффициентов переноса, являются одними из важнейших параметров для точного CFD-моделирования.

Исследованы свойства азидоацетиленовых производных s-триазина, содержащих в своем составе различные комбинации пропинилокси-, пропиниламино-, метилпропиниламино- и азидогрупп, определены их энтальпии образования в конденсированной фазе, плотность и чувствительность к удару и трению. Основываясь на этих данных, рассчитаны энергетические параметры процессов детонации, горения и адиабатического превращения как индивидуальных соединений, так и их композиций со связующим изопреновым каучуком СКИ-3. Проведенный комплекс экспериментальных и теоретических исследований позволил сделать вывод о высокой теплотворной способности как индивидуальных изученных соединений, так и композиций на их основе.

Представлены характеристики зажигания и горения высокоэнергетического материала (ВЭМ), содержащего перхлорат аммония, бутадиеновый каучук и смесь ультрадисперсных порошков (УДП) алюминия, титана или железа с аморфным бором. На экспериментальных стендах с использованием СО₂-лазера и бомбы постоянного давления измерены время задержки зажигания и скорость горения ВЭМ при варьировании плотности теплового потока и давления в камере. Показано, что замещение в ВЭМ аморфного бора на УДП Al/B, Ti/B или Fe/B приводит к снижению времени прогрева и момента появления пламени на поверхности топлива, благодаря повышению скорости реагирования и снижению температуры окисления указанных смесей УДП на поверхности реакционного слоя. При этом скорость горения ВЭМ с Ме/В при избыточных давлениях существенно повышается (до 240 % для Al/B-ВЭМ и до 120 % для Ti/B-ВЭМ при давлении 5.0 МПа).

Представлены комбинированные металлооксидные катализаторы разложения перхлората аммония, сочетающие два оксида переходных металлов (железа и кобальта), нанесенных на поверхность углеродного носителя. Комбинированные катализаторы получены методами пропитки и химического осаждения. В результате варьирования температурного режима прокаливания получены образцы катализаторов, содержащие различные фазы оксидов железа и кобальта. Методами XRD, SEM и BET были исследованы структурные и морфологические особенности синтезированных катализаторов. Результаты исследования методом дифференциальной сканирующей калориметрии показывают, что синтезированные комбинированные катализаторы обладают высокой каталитической активностью при термическом разложении перхлората аммония, снижая значение пиковой температуры высокотемпературной стадии разложения более чем на 60.

Дана сравнительная оценка реологических характеристик огнетушащих порошковых составов (ОПС) на основе струвита при использовании в качестве функционального наполнителя гидрофобного диоксида кремния, полученного в процессе одностадийного синтеза различными методами. С помощью ИК-спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, низкотемпературной сорбции-десорбции азота и других методов исследовано влияние метода синтеза на текстурно-структурные свойства гидрофобных функциональных наполнителей ОПС. Установлено, что определяющим фактором, влияющим на реологические свойства ОПС, является равномерность распределения функционального наполнителя по поверхности частиц огнетушащего компонента (струвита). Доказана высокая огнетушащая эффективность порошкового состава на основе струвита и разработанного функционального наполнителя.

Исследовано влияние параметров проппантов на долговременную проводимость трещин гидроразрыва пласта. Вдавливание проппантов в стенки трещины и их раздавливание изучены системой определения проводимости трещины FCMS-V с помощью автоэмиссионного сканирующего микроскопа, поляризационного микроскопа и методом ситового анализа. Выявлены зависимости проводимости от размера гранул, гранулометрического состава, концентрации и способа размещения проппантов, давления смыкания трещины и вдавливания проппантов в стенки трещины. Подробно рассмотрены вопросы вдавливания и раздавливания проппантов различного размера гранул под разным давлением смыкания трещины. Даны рекомендации по размещению проппантов при гидроразрыве пласта в условиях добычи метана угольных пластов на участке YC бассейна Ordos (Китай).

Определением суспензионного эффекта изучено изменение поверхностных свойств апатита под действием реагентов и ионов, присутствующих во флотационной пульпе в процессе переработки апатитсодержащих руд. Показано изменение соотношения кислотно-основных центров на поверхности апатита при взаимодействии с ионами HCO₃⁻ , CO₃^2-  ,HPO₄²⁻ , катионами Ca²⁺ и олеат-ионами в дистиллированной воде и в воде деионизированной от углекислого газа. Изменение свойств поверхности апатита в щелочной среде выражается в количественном преобладании на ней основных центров. Такая схема ионизации поверхности минерала обеспечивает благоприятные условия для сорбции катионов, например Ca²⁺, и создает предпосылки для более эффективного взаимодействия реагентов анионного типа. Полученные с помощью изучения суспензионного эффекта данные коррелируют с результатами ИК-спектроскопии апатита, обработанного соответствующими реагентами.