Профили массовой скорости при неидеальной детонации смесей нитрометана и перхлората аммония, обогащенных алюминием. Измерения и расчет

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Ранее путем сопоставления результатов математического моделирования с экспериментальными данными по скорости неидеальной детонации тройных смесей нитрометана и перхлората аммония с избытком алюминия были определены скорости экзотермических реакций и степень превращения компонентов в пределах зоны реакции детонационной волны. Для расчетов использовалась квазиодномерная модель стационарной детонации, в которой все компоненты имеют общее давление и движутся с общей массовой скоростью, а экзотермическое превращение осуществляется в три стадии, которые включают разложение нитрометана и перхлората аммония и диффузионное горение алюминия. Чтобы подтвердить полученные результаты и применимость сравнительно простой теоретической модели, проведены расчеты профиля массовой скорости при детонации одной из тройных смесей с содержанием нитрометана 17%. Расчеты находятся в согласии с измеренным профилем массовой скорости по форме профиля, амплитуде и темпу спада массовой скорости вдоль зоны реакции детонационной волны. Дана оценка времени нарастания сигнала датчика с учетом рассчитанной кривизны ударного фронта детонационной волны.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Б. С. Ермолаев

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

Автор, ответственный за переписку.
Email: boris.ermolaev44@mail.ru
Россия, Москва

П. В. Комиссаров

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук; Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: boris.ermolaev44@mail.ru
Россия, Москва; Москва

С. С. Басакина

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук; Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: boris.ermolaev44@mail.ru
Россия, Москва; Москва

В. В. Лавров

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: boris.ermolaev44@mail.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Комиссаров П.В., Соколов Г.Н., Ермолаев Б.С., Борисов А.А. // Хим. физика. 2011. Т. 30. № 6. С. 61.
  2. Ермолаев Б.С., Комиссаров П.В., Соколов Г.Н., Борисов А.А. // Хим. физика. 2012. Т. 31. № 9. C. 55.
  3. Комиссаров П.В., Сулимов А.А. Ермолаев Б.С. и др. // Хим. физ. 2020. Т. 39. № 8. С. 21.
  4. Ермолаев Б.С., Комиссаров П.В., Басакина С.С., Лавров В.В. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 9. С. 63.
  5. Зайцев В.М., Похил П.Ф., Шведов К.К. // Докл. АН СССР. 1960. Т. 132. № 6. С. 1339.
  6. Зубарев В.Н. // ЖПМТФ. 1965. № 2. С. 54.
  7. Дремин А.Н., Савров С.Д., Трофимов В.С., Шведов К.К. Детонационные волны в конденсированных средах. М.: Наука, 1970.
  8. Vorthman J., Andrews G., Wakerle J. // Proc. 8th Intern. Sympos. on Detonation. Fort Belvoir, USA: DTIC ADA247997, 1985. Р. 99 –110.
  9. Мартынюк В.Ф., Сулимов А.А., Дубовицкий В.Ф. // Физика горения и взрыва. 1981. Т. 17. № 4. С. 136.
  10. Ermolaev B.S., Khasainov B.A., Presles N., Vidal P. // Proc. Second European Combustion Meeting (ECM. 2005). Louvain-la-Neuve, Belgium, CD ROM: ECM-2005.
  11. Ермолаев Б.С., Сулимов А.А. Конвективное горение и низкоскоростная детонация пористых энергетических материалов. М.: Торус Пресс, 2017.
  12. Ермолаев Б.С., Шевченко А.А., Долгобородов А.Ю., Маклашова И.В. // Хим. физика. 2019. Т. 38. № 2. С. 52.
  13. Beckstead M.W. // Proc. Intern. aerodynamics in solid rocket propulsion. Neuilly-sur-Seine Cedex, France: RTO-EN-023, 2024. P. 5-1.
  14. Price D., Clairmont A.R., Jr., Jaffe I. // Combust. and Flame. 1967. V. 11. Issue 5. Р. 415.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема электромагнитной методики измерения массовой скорости при детонации конденсированных ВВ: 1 – капсюль-детонатор, 2 – промежуточный детонатор, 3 – трубка, 4 – исследуемый образец ВВ, 5 – электро-контактные датчики для измерения скорости детонации, 6 – секция c электромагнитными датчиками, 7 – первый датчик для измерения массовой скорости, 8 – второй датчик для контроля скорости детонации, 9 – полюса электромагнита.

Скачать (54KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Измеренные профили массовой скорости при детонации смеси 17% НМ + ПХА/Al (1 : 1) плотностью 1.1 г/см3. Использовали тонкостенные полипропиленовые трубы внутренним диаметром 21.45 (1) и 31.84 мм (2), а также трубу из нержавеющей стали (3).

Скачать (86KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость скорости детонации от плотности смеси полипропиленовые трубы внутренним диаметром 32.4 мм, толщина стенок – 3.8 мм: – опытные данные для смеси 17% НМ + Al/ПХА (1 : 1); – опытные данные для смеси 20.5% НМ + Al/ПХА (1 : 1); – расчет с коэффициентами G, взятыми из [4] (0.2, 0.03 и 0.25 мкс–1 для скоростей разложения НМ, ПХА и горения алюминия соответственно); – расчет с коэффициентами G, равными 0.28, 0.06 и 0.25 мкс–1

Скачать (71KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость кривизны фронта от скорости детонации. Расчет для смеси 17% НМ + Al/ПХА (1 : 1) при плотности 1.1 г/см3.

Скачать (58KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сравнение профилей массовой скорости, измеренной (1) и рассчитанной (2) по версии модели с искривленным фронтом. Смесь 17% НМ + Al/ПХА (1 : 1), полипропиленовая оболочка диаметром 32.4 мм, толщина стенок – 3.8 мм, плотность образца – 1.1 г/см3. Скорость детонации в опыте составляла 2990 м/с, в расчете – 2900 м/с.

Скачать (60KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024