Численное моделирование стационарных волн горения и детонации в смеси частиц бора с воздухом

Авторы

Гидаспов В. Ю.

e-mail: gidaspov@mai.ru

Аннотация

Приводятся результаты численных исследований воспламенения и детонации горючей смеси дисперсных частиц бора с воздухом. Разработана упрощенная физико-математическая модель процесса. Дисперсные частицы считаются двухкомпонентными и состоящими из бора и оксида бора, учитываются процессы плавления и испарения материала, а также поверхностная реакция образования оксида бора. Несущий газ является многокомпонентным, находящимся в состоянии термодинамического равновесия, при этом учитывается наличие в продуктах сгорания мелкодисперсных частиц бора, оксида бора и нитрида бора. Расчетным путем определены структура и минимальная скорость распространения стационарной детонационной волны и максимальная скорость потока при стационарном горении. Показано, что вычисленные в волнах параметры асимптотически стремятся к своим равновесным значениям.

Ключевые слова

численное моделирование, металлизированные топлива, химические реакции, фазовые переходы, горение, детонации

Библиографический список

1. Похил П.Ф., Беляев А.Ф., Фролов Ю.В., Логачаев В.С., Коротков А.И. Горение порошкообразных металлов в активных средах — М.: Наука, 1972. — 294 c.

2. Митрофанов В.В. Детонация гомогенных и гетерогенных систем.- Новосибирск: Изд-во Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, 2003. — 200 с.

3. Медведев А.Е., Федоров А.В., Фомин В.М. Описание горения смесей газа и твердых частиц методами механики сплошной среды // Физика горения и взрыва. 1984. Т. 20. № 2. С. 3-9.

4. Гремячкин В.М., Истратов А.Г., Лейпунский О.И. Модель горения мелких капель металла // Физика горения и взрыва. 1975. Т. 11. № 3. С. 366.

5. Дрегалин А.Ф., Зенуков И.А., Крюков В.Г., Наумов В.И. Математическое моделирование высокотемпературных процессов в энергоустановках / Под ред. В.Е. Алемасова. — Казань: Изд-во Казанского университета, 1985. — 263 с

6. Федоров А.В., Фомин В.М., Хмель Т.А. Гетерогенная детонация // В кн. Законы горения / Под ред. Ю.В.Полежаева. — М.: Энергомаш, 2006, С. 276-302.

7. Гремячкин В.М., Истратов А.Г., Лейпунский О.И. К теории горения частицы бора в гислороде при высоких температурах // Физика горения и взрыва. 1979. Т. 15. № 6. С. 5-13.

8. Ильин А.П., Громов А.А. Горение порошков алюминия и бора в сверхтонком состоянии. — Томск: ТГУ, 2002. — 154 с.

9. Громов А.А., Хабас Т.А., Ильин А.П. и др. Горение нанопорошков металлов / Под ред. А.А. Громова — Томск: Дельтаплан, 2008, — 382 с.

10. Ягодников Д.А. Воспламенение и горение порошкообразных металлов. — М: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. — 432 с.

11. Давидчук Е.Л., Димитров В.И., Рафалович М.Л., Тулупов Ю.И., Славинская Н.А. Кинетика горения бора в сухом воздухе// Физика горения и взрыва. 1991. Т. 27. № 1. С. 45-52.

12. Давидчук Е.Л., Димитров В.И., Залож В.А., Славинская Н.А., Тулупов Ю.И. Коэффициенты переноса продуктов горения бора в сухом воздухе // Физика горения и взрыва. 1991. Т. 27. № 1. С. 52-56.

13. Гидаспов В.Ю. Численное моделирование стационарных детонационных волн в смеси частиц алюминия с воздухом // Труды МАИ, 2011, № 49: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=27665&PAGEN_2=3

14. Пирумов У.Г. Математическое моделирование в проблемах охраны воздушного бассейна.- М.: Изд-во МАИ, 2001.-340с.

15. Волков В.А., Гидаспов В.Ю., Пирумов У.Г., Стрельцов В.Ю. Численное моделирование течений реагирующих газокапельных и газовых смесей в экспериментах по воспламенению метанола // Теплофизика высоких температур. 1998. Т. 36. № 3. С. 424-434.

16. Гидаспов В.Ю., Москаленко О.А., Пирумов У.Г. Численное моделирование стационарных детонационных волн в газовых и газокапельных реагирующих смесях // Вестник Московского авиационного института, 2009, Т. 16, № 2, С. 51-61.

17. Гидаспов В.Ю. Численное моделирование стационарных волн горения и детонации в смеси частиц магния с воздухом // Труды МАИ, 2013, № 66: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=40233

18. Ревизников Д.Л., Способин А.В. Расчет обтекания тел сверхзвуковым потоком с примесью частиц полидисперсного состава. // Вестник Московского авиационного института. 2013. Т.20. № 3, С. 205-211.

19. Винников В.В., Ревизников Д.Л., Способин А.В. Использование частиц-представителей при прямом численном моделировании обтекания преграды запыленным потоком // Труды МАИ, 2011, № 46: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=26042

20. Франк-Каменецкий. А.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. — М: Наука, 1987. — 502 с.

21. Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. — М.: Наука, 1978, 328 с.

Скачать статью