М. В. ЖЕРНОКЛЕТОВ, А. Е. КОВАЛЁВ, М. Г. НОВИКОВ
экспериментальной физики», г. Саров, Россия
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ УДАРНО СЖАТОГО ЭПОКСИДНОГО СОСТАВА ЭД-5
В работе определена температура эпоксидного состава ЭД-5 на его ударной адиабате. Измерение проводились пятиканальным оптическим пирометром с временным разрешением не хуже 1.2 нс. Регистрировались яркостные температуры на длинах волн 406, 450, 498, 550 и 600 нм. Совокупность световых потоков затем была описана функцией Планка с моделью излучения серого тела для определения термодинамической температуры. Температура измерена в диапазоне давлений 35 – 70 ГПа. В области давлений 45-50 ГПа обнаружен спад температуры с 4000 до 2800 К, что может быть связано с протеканием эндотермической реакции.
О. С. ОРДЖОНИКИДЗЕ, К. А. МОНОГАРОВ1, Д. Б. МЕЕРОВ1,
Д. А. ИВАНОВ1, А. Н. ПИВКИНА1, Ю. В. ФРОЛОВ1
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
1 Институт химической физики им. РАН, Москва
ПОВЕДЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМ
ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ НАГРЕВЕ
Проведено детальное исследование структуры и термического поведения компонентов и продуктов сгорания энергетических конденсированных систем (ЭКС). Методами растровой электронной и атомно-силовой микроскопии проанализирована структура компонентов, составов ЭКС и продуктов их сгорания в атмосфере азота. Поведение образцов исследовано методом синхронного термического анализа, позволяющим проводить нагрев до 1500°С. Разработана методика определения процентного содержания компонентов в ЭКС на основе сравнительного анализа термического поведения эталона и исследуемого образца. Эта методика использована для анализа продуктов сгорания реальных составов, различающихся содержанием компонентов, и для оценки химической полноты реагирования Al и HMX в условиях эксперимента.
В. Г. ХУДАВЕРДИЕВ, В. Е. ХРАПОВСКИЙ1
Московский инженерно-физический институт (государственный университет),
1Институт химической физики им. РАН, Москва
ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ КОНВЕКТИВНОГО ГОРЕНИЯ
В ОБРАЗЦАХ ИЗ СМЕСИ ПЕРХЛОРАТА АММОНИЯ
И АЛЮМИНИЯ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ
Данная работа посвящена изучению возникновения и развития конвективного горения в образцах из смеси мелкодисперсного перхлората аммония (20 мкм) и порошкообразного алюминия (4 мкм) насыпной плотности. Описаны условия проведения эксперимента, приведены факторы, влияющие на процесс возникновения конвективного горения и переход его во взрыв: длина образца, его диаметр, масса и состав воспламенителя
, ,
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ШИРОКОДИАПОЗОННоГО УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНОГО ФЛЮИДА НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ВОЗМУЩЕНИЯ
Расчеты состава и термодинамических параметров многокомпонентных многофазных химических систем, находящихся под воздействием высоких давлений и температур, нужны для решения задач геофизики, астрофизики при моделировании состояний вещества в атмосферах, а также в физике и химии детонационных и ударных волн.
С этой целью разработана теоретическая модель уравнения состояния (УРС) двухкомпонентного флюида (газа при сверхкритических условиях), молекулы которого взаимодействуют с потенциалами Exp-6, заданными для каждой пары разноименных и одинаковых молекул. Модель, основанная на улучшенной версии теории возмущения, обеспечивает хорошее согласие с результатами Монте-Карло в широкой области термодинамических состояний флюида, подтверждая тем самым высокую точность теории возмущения.
В. Н. ТУРКИН, О. С. ОРДЖОНИКИДЗЕ1, К. А. МОНОГАРОВ1, Д. Б. МЕЕРОВ1, Д. А. ИВАНОВ1, А. Н. ПИВКИНА1, Ю. В. ФРОЛОВ1
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
1 Институт химической физики им. РАН, Москва
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АГЛОМЕРАЦИИ ПРИ ГОРЕНИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМ
Проведено исследование конденсированной фазы продуктов сгорания (КПГ) энергетических конденсированных систем (ЭКС) на основе порошкообразного Al, ПХА, октогена и связующего. Отбор и закалка КПГ проведен методом вращающегося барабана в атмосфере азота при начальных давлениях 30 и 80 атмосфер. Полученные КПГ исследованы методами растровой электронной, атомно-силовой микроскопии (СЭМ) и методом синхронного термического анализа. Методом лазерной дифрактометрии и обработкой СЭМ изображения, получено распределение частиц по размерам. Проанализирована структура компонентов исходных составов ЭКС и продуктов их сгорания. Показано, что КПГ представляют собой сферические частицы оксида Al, в матрице из продуктов пиролиза связующего, размером в пределах 0,1-100 мкм.
В. А. СМЕТАНЮК
Институт химической физики им. РАН, Москва
МОДЕЛИРОВАНИЕ ФРОНТА ПЛАМЕНИ В ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПЕРЕМЕШАННЫХ СМЕСЯХ
В работе предложена модель горения, основанная на представлении фронта пламени в виде бесконечно тонкой поверхности, разделяющей свежую смесь и продукты горения. Положение поверхности раздела определяется конечным числом точек. Для определения мгновенного местоположения и формы пламени решаются уравнения движения точек фронта. Положение фронта считается с учетом конвективного переноса точек с локальной скоростью потока и с учетом движения с локальной нормальной скоростью горения. Точная локализация фронта пламени позволяет отказаться от использования средних параметров при вычислении средней скорости горения. Таким образом, без значительного увеличения вычислительных затрат удаётся получить более точное решение задачи о ламинарном и турбулентном горении предварительно перемешанных газов. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант -а).
И. О. ШАМШИН
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ОЦЕНКА УСИЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ УДАРНЫХ ВОЛН ТУРБУЛЕНТНЫМ ПОДМЕШИВАНИЕМ ВОЗДУХА В ПРОДУКТЫ ВЗРЫВА ГЕТЕРОГЕННЫХ ЗАРЯДОВ
В одномерной постановке в предположении сферической симметрии проведено математическое моделирование взрыва смесевых зарядов, состоящих из инициирующего взрывчатого вещества (тротила), горючего (алюминия), окислителя (нитрата аммония) и газ-провайдера (гептана). Расчет взрывного процесса осуществлялся в две стадии: 1) взрыв при постоянном объеме; 2) разлет продуктов, сопровождающийся турбулентным перемешиванием продуктов с воздухом. Турбулентное смешение моделировалось диффузионным процессом с эффективным коэффициентом диффузии единым для газовой и конденсированной фазы. Путем параметрических расчетов определено влияние скорости перемешивания продуктов на параметры воздушных ударных волн. Построены зависимости тротилового эквивалента взрыва от амплитуды ударной волны для различных составов исходного заряда и эффективных коэффициентов диффузии.
В. C. ИВАНОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЧАСТИЦ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРЕДПЛАМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ И ОБРАЗОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРОДУКТАХ ГОРЕНИЯ
В данной работе метод частиц применен для моделирования процессов самовоспламенения свежей смеси перед фронтом пламени и образования вредных веществ в продуктах горения. Для определения скоростей химических реакций использовали электронные таблицы, которые содержали данные о параметрах в законе Аррениуса в зависимости от температуры, давления и состава смеси. Пламя в камере сгорания моделировали с помощью явного выделения поверхности горения. Показано, что метод частиц позволяет получить важную информацию об образовании горячих точек и последующего самовоспламенения свежей смеси.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант -а).
ёнов, , . Ф. С. рябов
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
измерение скорости горения методом горелки бунзена при повышенных давлениях
В настоящее время одним из наиболее перспективных топлив для энергетических установок, использующих парогазовый цикл, является синтез-газ. Его использование позволяет сократить затраты на производство энергии и уменьшить количество вредных выбросов.
В ходе работы была разработана установка с проточной камерой сгорания с горелкой типа бунзеновской и регулятором давления, системой раздельной подачи трех газов с прецизионной системой контроля расхода, а также аппаратурой для проведения оптической регистрации пламени. Была предложена методика цифровой обработки полученных видеорегистраций, позволяющая в высокой степенью точности рассчитать нормальную скорость горения быстрогорящих газовых смесей на базе синтез-газа в условиях повышенного давления. Получены результаты, хорошо согласующиеся с имеющимися литературными данными.
У. Ф. БРЯКИНА, В. А. ШАРГАТОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
Методика расчета характерного времени установления химического равновесия
в продуктах детонации
В данной работе представлены методика и результаты расчета характерного времени установления локального химического равновесия в продуктах детонации газовых смесей. Предлагается рассчитывать характерное время установления равновесия, не прибегая к кинетическому расчету. При этом характерное время определяется с помощью данных термодинамического расчета и кинетической схемы, путем отыскания собственных значений матрицы, элементами которой являются частные производные из правой части уравнений химической кинетики.
Выполненные расчеты показывают, что если рассматривать процесс установления равновесия, как релаксационный процесс, и использовать характерное время установления химического равновесия в качестве параметра этого процесса, то такой приближенный подход позволяет получить хорошее согласие с данными кинетического расчета.
С. Н. МЕДВЕДЕВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОКИСЛЕНИЯ ГОРЮЧЕГО
НА КАТАЛИЗАТОРЕ
Процессы горения в потоке часто сопровождаются сложным взаимодействием реагирующей смеси с обтекаемой поверхностью, включая приповерхностные гомогенные и гетерогенные химические реакции.
В работе предложена двумерная математическая модель нестационарного ламинарного течения реагирующей смеси в плоско - параллельном канале со стенками, покрытыми активным катализатором. В основу гидродинамической модели положены полные уравнения Навье-Стокса. Окисление горючего описывается двумя глобальными химическими реакциями: гомогенной реакцией и гетерогенной реакцией на каталитической стенке. Проведены расчеты низкотемпературного зажигания реагирующей смеси и сделана оценка эффективности катализатора. Показано, что при определенных условиях каталитическая стенка значительно сокращает длину зоны индукции зажигания смеси.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант8а).
С. И. СУМСКОЙ, К. В. ЕФРЕМОВ, М. В. ЛИСАНОВ1, А. С. СОФЬИН1
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
1НТЦ “Промышленная безопасность”, Москва
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КРУПНЫХ АВАРИЙ, СВЯЗАННЫХ С ВЫБРОСАМИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ. МЕТОДИКА РД («ТОКСИ 3»)
Оценка последствий аварийных выбросов опасных веществ является одним из этапов анализа риска аварий, выполняемым при проектировании, декларировании промышленной и пожарной безопасности. Наибольшая опасность аварийных выбросов связана с возможностью распространения (дрейфа) облаков на значительные расстояния, величина которых зависит от свойств веществ, условий выброса и состояния окружающей среды.
В данной работе проведено численное моделирование реальных аварий с помощью программного комплекса ТОКСИ+, включающего методику РД. (разработана в НТЦ «Промышленная безопасность»).
