Главная – Журналы – Поиск по журналам

Методом меченых атомов численно исследован механизм промотирования процесса самовоспламенения богатых смесей метанола с воздухом малыми добавками перекиси водорода. Показано, что при добавках перекиси водорода реакция окисления метанола кислородом воздуха начинается с образования гидроксила из перекиси с последующим его взаимодействием с метанолом, образованием СН₃О, СН₂ОН и далее НО₂ и Н₂О₂. Коэффициент разветвления для гидроксила при добавке перекиси выше, чем без добавки перекиси.

Рассмотрены процессы отражения и преломления волны давления при прохождении границы пузырьковая среда - «чистая» жидкость при наклонном падении волны на границу раздела сред. Исследовался случай, когда газ внутри пузырьков взрывчатый. Установлено существенное уменьшение амплитуды начальной волны, способной инициировать детонацию в пузырьковой жидкости из-за интерференции волн на наклонной границе.

Представлены данные о параметрах взрыва и детонации двух- и трехтопливных смесей метана, угольной пыли и водорода (с кислородом и воздухом) при варьировании соотношения между топливными компонентами. Новизна числового и графического массивов определяется неизвестными ранее данными о критической энергии инициирования детонации, характерном размере детонационных ячеек, скорости детонации и энерговыделении в детонационных волнах. Проанализированы не только стехиометрические двух- и трехтопливные системы, но и обогащенные и обедненные системы на основе исследуемых топливных компонентов.

На основе численного моделирования двумерных течений исследованы процессы ослабления и подавления детонации в газовзвесях алюминия протяженными облаками инертных частиц. Построены зависимости приведенной скорости детонации от концентрации инертных частиц. Определены условия срыва детонации в нестехиометрических кислородных смесях и при градиентах концентрации поперек канала. Показана ограниченность одномерного подхода для определения критериев срыва, так как поперечные волны ячеистой детонации способствуют реинициированию. Определены достаточные условия подавления детонации для частиц размером 1 мкм.

Проведено экспериментальное исследование влияния добавок трифторйодметана CF₃I - одного из наиболее эффективных и безопасных как для человека, так и для окружающей среды ингибиторов горения - на инициированное ударной волной воспламенение многокомпонентных горючих смесей, а именно синтез-газа (смесь водорода, CO и метана) и шахтного газа (смесь метана и ацетилена). Добавка CF₃I сильно ингибирует воспламенение синтез-газа, в то время как на воспламенение шахтного газа влияет незначительно. Проведено кинетическое моделирование, и предложен кинетический механизм, описывающий наблюдаемые закономерности.

Экспериментально показано, что в процессе беспламенного горения смесей гексогена с прекурсорами железа, азотсодержащими добавками и полимерным связующим может происходить образование нитридов железа. В результате оптимизации соотношения исходных компонентов и условий беспламенного горения гексогена получены наноразмерные частицы нитрида железа (Fe₃N). Разработанный таким образом метод получения нитридов железа может быть использован для получения наноразмерных частиц нитридов других элементов.

Проведены эксперименты с целью изучения процесса ударно-волнового инициирования детонации в чистом тетранитрометане и его смесях с ацетоном, нитробензолом и метанолом. Свечение детонационного фронта фиксировалось скоростными камерами в режиме щелевой развертки и покадровой съемки. Зафиксирован очаговый режим инициирования детонации как в чистом тетранитрометане, так и в его смесях с разбавителями. Установлено, что количество очагов, характер их возникновения, закономерности их роста и слияния зависят от природы разбавителей. Эволюция волновых профилей регистрировалась многоточечным лазерным интерферометром VISAR. Полученные профили скорости существенно отличаются от предсказываемых классической схемой инициирования и развития детонации при ударно-волновом воздействии.

С использованием интерферометра VISAR и электронно-оптической камеры НАНОГЕЙТ-22 проведены экспериментальные исследования структуры детонационных волн в смесях тетранитрометана с ацетоном. Показано резкое изменение характера течения в зоне реакции при концентрации разбавителя 10 ÷ 40 %, проявляющееся в уменьшении амплитуды химпика вплоть до его полного исчезновения. Практически во всем интервале концентраций, за исключением диапазона вблизи предельного значения 52 %, детонационные волны устойчивы. При приближении к предельной концентрации они теряют устойчивость, что проявляется в формировании как ячеистой структуры фронта, так и волн срыва реакции. Полученные экспериментальные зависимости скорости детонации от концентрации ацетона хорошо согласуются с термодинамическими расчетами.

При использовании метода многоточечного инициирования боковой поверхности цилиндрического заряда в сечении, перпендикулярном оси, формируется детонационная волна со сложной газодинамической структурой, имеющая форму многоугольника с вершинами в местах сопряжения волн. Стороны многоугольника всегда выпуклые по направлению к оси заряда. Для получения гладкой цилиндрической детонационной волны с обратной кривизной предложено использовать в точках инициирования специальные устройства- линзы из инертного материала. Экспериментально определены динамические характеристики материала, и обоснован метод построения профиля линзы. Проведено математическое моделирование работы узла инициирования и формирования цилиндрической детонационной волны в заряде. Показаны особенности работы одиночного узла инициирования и узла, входящего в состав экспериментальной сборки. Представлена динамика осесимметричного сжатия сходящейся детонационной волной, проведено ее сравнение с расчетами.

Зарегистрированы условия прекращения пламенного горения и термического разложения модельного лесного и торфяного пожара при воздействии водой, эмульсией пенообразователя (5 %), раствором бишофита (10 %), раствором ФР-Лес 01 (20 %), раствором антипирена (об. 5 %), раствором ОС-5 (15 %) и суспензией бентонита (5 %). Зарегистрированы температуры в процессе разгорания модельных очагов и тушения последних специализированными составами на основе воды. Установлены минимальные объемы огнетушащих составов и время, необходимое и достаточное для подавления пиролиза растительной биомассы. Определены минимальные плотности орошения модельных лесных и торфяных очагов составами на основе воды со специализированными добавками.