Модель конвективного режима горения гранулированных смесей, используемых в процессах самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Недавние публикации по горению гранулированной шихты, предназначенной для синтеза композиций на основе карбида титана, выявили значительные изменения характеристик и скорости горения при спутном потоке инертного газа. Авторы исследований связали эти изменения с конвективным режимом горения. В данной работе приведена теоретическая модель, которая позволяет анализировать вклад конвективной передачи тепла при горении гранулированной шихты в спутном потоке газа в процессах самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Показано, что в зависимости от расхода горячего газа, продуваемого сквозь гранулированный образец, возможны три режима горения. При отсутствии или небольшом расходе газа (на уровне 1 кг/м2 · с и ниже) роль конвекции незначительна, а фронт горения в основном плоский. При умеренных расходах (на уровне 10 кг/м2 · с) влияние конвекции становится заметным, скорость горения возрастает вдвое, а фронт горения уже не является плоским, поскольку поверхностные слои гранул разогреваются быстрее, чем слои в центре. Наконец, при высоких расходах (на уровне 50 кг/м2 · с) вклад конвекции становится преобладающим, скорость горения превышает базовую (в отсутствие обдува газом) более чем на порядок величины и происходит значительная перестройка структуры волны горения.

Об авторах

А. А. Беляев

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: belyaevIHF@yandex.ru
Россия, Москва

Б. С. Ермолаев

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: belyaevIHF@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. // Физика горения и взрыва. 2019. Т. 55. № 3. С. 57; https://doi.org/10.15372/FGV20190307
  2. Сеплярский Б.С., Тарасов А.Г., Кочетков Р.А. // Хим. физика. 2013. Т. 32. № 6. С. 61; https://doi.org/10.7868/S0207401X13060113
  3. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А. // Хим. физика. 2017. Т. 36. № 9. С. 21; https://doi.org/10.7868/S0207401X17090126
  4. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г., Абзалов Н.И. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 1. С. 31; https://doi.org/10.31857/S0207401X20010136
  5. Сеплярский Б.С., Абзалов Н.И., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 3. С. 23; https://doi.org/10.31857/S0207401X21030109
  6. Сеплярский Б.С., Абзалов Н.И., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. // Физика горения и взрыва. 2022. Т. 58. № 2. С. 58; https://doi.org/10.15372/FGV20220206
  7. Алдушин А.П. // Физика горения и взрыва. 1990. Т.26. № 2. С. 60.
  8. Сеплярский Б.С., Вадченко С.Г. // Докл. РАН. 2004. Т. 398. № 1. С. 72.
  9. Алдушин А.П., Сеплярский Б.С. // Докл. АН СССР. 1979. Т. 249. № 3. С. 585.
  10. Гусаченко Л.К., Зарко В.Е., Серебряков Ю.Ю., Карасев В.В., Шандаков В.А. // Физика горения и взрыва. 2001. Т. 37. № 5. С. 55.
  11. Беляев А.Ф., Боболев В.К., Коротков А.И., Сулимов А.А., Чуйко С.В. Переход горения конденсированных систем во взрыв. М.: Наука, 1973.
  12. Ермолаев Б.С., Сулимов А.А. Конвективное горение и низкоскоростная детонация пористых энергетических систем. М.: Торус пресс, 2017; ISBN 978-5-94588-217-1
  13. Храповский В.Е., Ермолаев Б.С., Сулимов А.А. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 1. С. 37; https://doi.org/10.31857/S0207401X21010040
  14. Михалкин В.Н., Сумской С.И., Тереза А.М., Трошин К.Я., Хасаинов Б.А., Фролов С.М. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 8. С. 3; https://doi.org/10.31857/S0207401X2208009X

Дополнительные файлы


© А.А. Беляев, Б.С. Ермолаев, 2023