Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены расчетные данные о химически равновесных параметрах детонации стехиометрической водородно-воздушной смеси и этой же смеси с частично диссоциированными компонентами. Установлено сильное влияние диссоциированных компонентов (атомы водорода, кислорода, азота) на параметры системы, особенно на снижение критической энергии инициирования детонации. При увеличении доли атомарного азота в водородно-воздушной системе ее взрывоопасность повышается, энергия инициирования становится даже меньше критической энергии инициирования детонации водородно-кислородной смеси. Проанализированы параметры системы при использовании подогретого воздуха.

Проведено экспериментальное изучение распространения пламени над пленкой жидкого топлива на поверхности твердой фазы в условиях, когда давление паров жидкости ниже бедного предела, а твердая фаза представлена в виде гранул пористой среды. Пламя распространялось со скоростями порядка нормальной скорости гомогенной стехиометрической смеси. Выполнено экспериментальное исследование влияния размера характерного элемента пористой среды и концентрации кислорода в газовой фазе на скорость распространения пламени в пористых средах, смоченных н-бутанолом.

Проведено исследование воспламенения и термического разложения твердых отходов нефтяной промышленности с использованием разных методик термогравиметрического анализа. Эксперименты проводились на предварительно высушенных, измельченных и разделенных по фракциям (от 40 до 100 мкм) образцах. Воспламенение осуществлялось в вертикальной трубчатой печи. Показано влияние механоактивации на процессы воспламенения и разложения. Результаты анализа разными методиками коррелируют между собой. Определены кинетические параметры процесса термического разложения в зависимости от размера частиц и степени разложения коксового остатка.

Методами термогравиметрии, дифференциальной сканирующей калориметрии, рентгенофазового анализа и электронной микроскопии исследованы особенности окисления порошков аморфного бора, модифицированных пентоксидом ванадия. Модифицирование осуществляли путем смешения порошков с ванадийсодержащими гелями - гидрогелем состава V₂O₅ · nH₂O и олеогелем состава V(OCH₂)₂·n(HOCH₂)₂. Установлено, что добавление к порошку аморфного бора 2 % (мас.) V₂O₅ на 200 °C снижает температуру начала его интенсивного окисления и на 25 % повышает удельное тепловыделение в процессе взаимодействия при нагревании на воздухе со скоростью 10 °C /мин. Взаимодействие бора с пентоксидом ванадия рассмотрено в рамках модели бортермального процесса.

Исследовано горение в азоте прессованных из смесей порошков гафния с сажей цилиндрических образцов состава Hf + 0.5 C. Изучались неактивированные смеси и составы, прошедшие предварительную механическую активацию в планетарной мельнице. Давление азота в экспериментах составляло 0.2 ÷ 4 МПа. Установлено, что режим горения образцов из неактивированной смеси зависит от давления азота. При давлении ниже 2 МПа распространение фронта происходит в автоколебательном режиме, при больших давлениях - в стационарном. Горение образцов из механоактивированной смеси протекает стационарно во всем интервале исследованных давлений, при этом скорость горения в 50 ÷ 100 раз превышает скорость горения образцов из неактивированной смеси. Это связано с различием микроструктур этих смесей и, соответственно, с различными механизмами протекания реакции. При механической активации смеси образуются композитные частицы, площадь контакта углерода и гафния в которых на порядки превышает площадь контакта между ними в случае неактивированной смеси. В результате ведущую роль в горении образцов из механоактивированных смесей играет взаимодействие гафния с углеродом, которое приводит к улучшению газопроницаемости образца и последующему азотированию. В образцах из неактивированной смеси ведущую роль играет азотирование гафния, протекающее с небольшой скоростью из-за фильтрационных затруднений.

Проведено исследование горения порошковых и гранулированных смесей (1 - X)(Ti + C) + X (5Ti + 3Si), 0≤X≤1. Экспериментальные значения скорости горения порошковых смесей зависели от доли X бинарной смеси 5Ti + 3Si, от характерного размера частиц титана d(Ti) в шихте и от величины свободного объема над шихтой в реакторе. Для объяснения результатов использована конвективно-кондуктивная модель горения. Показано, что характер изменения скорости горения порошковых смесей при возрастании X связан с выполнением или невыполнением условий прогрева частиц шихты и десорбции примесного газа перед фронтом горения. Большое количество жидкой фазы при 0.4<X<0.6 препятствует выравниванию давления газа перед и за слоем расплава, что обеспечивает максимальные скорости горения тройной смеси при d(Ti) = 120 мкм (или минимальные при d(Ti) = 20 мкм по данным других авторов). По экспериментальным скоростям горения смесей с гранулами размером 0.6 ÷ 1.7 мм рассчитаны время передачи горения между гранулами и скорость горения вещества внутри гранул, т. е. скорость горения порошковых смесей при нивелировании влияния газовыделения. Зависимость скорости горения вещества гранул от X близка к линейной. Для состава 5Ti + 3Si показано, что, в отличие от смеси Ti + C, благодаря выделению примесных газов за слоем расплава, скорость фронта горения в порошковой смеси превышает скорость горения гранулированных смесей и скорость горения вещества внутри гранул.

Проведены модельные эксперименты по ударно-волновому синтезу в механокомпозитах состава 64 % Ti + 36 % Al в разработанном проточном реакторе импульсного действия. Экстремальному термическому воздействию подвергались композиты после 3, 5 и 7 мин механоактивации, разделенные на четыре фракции. Для активации смеси применялась планетарная шаровая мельница «Активатор-2SL». Экспериментально установлено, что разное время механоактивационного воздействия и разная гранулометрия порошков не влияют на качественный фазовый состав продуктов синтеза. В состав продуктов реакции входят аморфизированный Al, недореагировавший Ti, интерметаллические соединения ТiAl, TiAl₃ и Ti₃Al, а также зародыши метастабильных фаз или твердых растворов на основе Ti, находящихся в неравновесном слабоупорядоченном состоянии. Выявлено, что при варьировании времени механоактивации и гранулометрического состава меняется количественное содержание фазового состава конечных продуктов синтеза. Микроструктуры полученных образцов подтверждают формирование многофазного продукта с частично упорядоченной структурой, имеющего аморфную и кристаллическую составляющие.

Рентгенографическим методом исследован процесс распространения детонации в полукольцевых зарядах из пластифицированного ТАТБ со стальной оболочкой внутри при инициировании нормальной детонации по линии на наружной поверхности заряда. В экспериментах определена форма фронта детонационной волны рентгенографическим методом в разные моменты времени. В опытах зафиксировано влияние на форму детонационного фронта слоя из пластического взрывчатого вещества на основе гексогена, расположенного на поверхности основного заряда и имеющего скорость детонации на ≈10 % выше, чем у ТАТБ. Экспериментальное положение и форма фронта детонационной волны в заряде ТАТБ цилиндрической формы не описываются законами геометрической оптики (принцип Гюйгенса) из-за особенностей инициирования детонации на начальном участке и наличия стальной оболочки. Проведено численное моделирование экспериментов по методике ЛЭГАК с использованием макроскопической кинетики детонации. Получена схожая с экспериментом картина инициирования и распространения детонации в заряде ТАТБ. Проведен расчетно-теоретический анализ особенностей распространения детонационной волны.

Измерена скорость детонации эмульсионного взрывчатого вещества с добавлением алюминиевых порошков ПАП-2 и АСД-4 в зарядах разной толщины с разной начальной плотностью. Показано, что добавление алюминиевого порошка ПАП-2 уменьшает критическую толщину эмульсионного взрывчатого вещества. При больших толщинах заряда и плотности алюминизированного эмульсионного взрывчатого вещества более 1.0 г/см³ влияние порошков ПАП-2 и АСД-4 на скорость детонации эквивалентно. Замена алюминиевого порошка на порошок талька заметно ухудшает детонационные характеристики эмульсионного взрывчатого вещества. Результаты работы позволяют предположить, что алюминиевые порошки ПАП-2 и АСД-4 в составе эмульсионного взрывчатого вещества плотностью более 1.0 г/см³ полностью реагируют при детонации до поверхности Чепмена - Жуге.

Рассмотрен случай удара по тонкому кольцевому слою несжимаемого вязкопластического материала с полостью, заполненной газом. Слой помещен в жесткую сборку типа пресс-формы и сдавливается поршнем с постоянной скоростью. Решение соответствующей прочностной задачи выполнено полуобратным методом с заданием стержневого типа течения среды и определяющих уравнений вязкопластического вещества. Полученные данные об ускоренном движении стенок полости рассматриваются как пример фокусировки (кумуляции энергии) в сходящемся потоке. Сведения о распределении температур при нагрузке на слой использованы для расчета параметров инициирования взрыва ударом по кольцевому заряду твердого взрывчатого вещества. Обсуждается возможность теплового воспламенения реакционноспособных веществ без участия саморазогрева и только вследствие диссипативного нагревания за счет энергии механического воздействия.